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研究生: 游邦彥
Yu, Pang Yen
論文名稱: 半導體製造業創新發明原則與矛盾矩陣雛型建立-以化學機械研磨為例
Invention Principles and Contradiction Matrix for Semiconductor Manufacturing Industry : Chemical Mechanical Polishing
指導教授: 許棟樑
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工業工程與工程管理學系
Department of Industrial Engineering and Engineering Management
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 萃思矛盾矩陣化學機械研磨發明原則半導體產業
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  • 傳統的39工程參數、40發明原則與矛盾矩陣並不見得適用所有產業。從邏輯判斷看來,針對不同的特定領域,由於其產品或設備特性可能相差甚大,其矛盾矩陣之參數與發明原則應該有所不同,故原矛盾矩陣與發明原則應有許多不適用於半導體產業之處。本論文參照Altshuller之研究方法,建立針對半導體產業設備及製程建立一套適用之工程參數、矛盾矩陣、與發明原則,採取下列策略來修訂原有矛盾矩陣與發明原則以建立適於半導體設備與製程之發明原則: 1) 以單一製程及其設備為對象,可以大幅減少所需分析的專利數目。隨後再逐步擴充至其他半導體製程與設備; 2) 增訂原有的工程參數,使適合半導體產業之特性; 3) 增加、修訂發明原則; 4) 整理參數矛盾所對應的發明原則。
    藉由研讀化學機械研磨(CMP)製程與設備相關專利的內容,歸納出適用於CMP領域相關的工程參數、發明原則與改良/更新TRIZ中之矛盾矩陣,來幫助解釋化學機械研磨製程CMP中的發明性問題。其所產出的改良式矛盾矩陣與發明原則可以作為CMP機台與製程,系統性創新改善之觸發解,提供解決問題的引發點子。本研究的貢獻含:1) 衡量了傳統TRIZ矛盾矩陣在CMP問題的適用性; 2) 重新修訂工程參數,使其適用於化學機械研磨製程與設備; 3) 增加三個、修訂兩個發明原則; 4) 找出新的參數與發明原則對應關係,建立較適用於CMP相關的矛盾矩陣; 5) 模式化參數與發明原則之對應關係,以問題陣列及解答陣列形成三維陣列(Triplet) 來充分表達任一發明特徵,有利於日後進一步以數理方法與電腦計算來分析矛盾矩陣與發明原則。


    39 technique parameters and 40 inventive principles of the classical Contradiction Matrix may not be effectively when applying to all industries. In terms of logical judgment, the characteristics of products and equipment may differ from different field obviously. The classical Contradiction Matrix and the inventive principles may be unsuitable for the semiconductor industry. This essay follow Altshuller’s method to establish a set of parameters、Contradiction Matrix and inventive principles focusing on the equipment and manufacturing process of semiconductor industry, and take on the following strategies to revise the original Contradiction Matrix and inventive principles for the equipment and manufacturing process of semiconductor industry.

    First of all, focusing on the single manufacturing process and equipment, then expand to other equipment and manufacturing process step by step. Second, revise and augment the original industry parameters to be suitable for the characteristics of the IC industry. Third, increase and revise the inventive principles. Fourth, coordinate the inventive principles responding to the Contradiction Matrix.

    By studying the relevant patents of CMP , we can induce the parameters、inventive principles and revised/updated Contradiction Matrix from TRIZ that are suitable for the CMP industry, and help to interpret the inventive problems of CMP. The improved Contradiction Matrix can not only be the solution triggers for CMP equipment and process, but also provide problem resolving with inspirational ideas.

    The contribution of this research includes: 1. Measure the accuracy of the classical TRIZ Contradiction Matrix for CMP problems.2. Revise the industry parameters to fit CMP process and equipment. 3. Increase three inventive principles and revise two of them. 4. Find new relationship between parameters and the inventive principles to fit CMP problems. 5. Use a Triplet to represent an inventive case with problem duplet and solution array. That would be beneficial to analyze with mathematical methods and computation for further studying

    摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 VI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 3 1.3 研究遭遇之困難與解決方式 4 第二章 文獻探討 5 2.1 化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing) 5 2.1.1 緣由 5 2.1.2 原理及目的 6 2.1.3 研磨耗材 8 2.2 萃思(TRIZ)相關理論與文獻介紹 10 2.3 工程參數與發明原則 15 2.3.1 三十九個工程參數 15 2.3.2 四十個發明原則 19 第三章 研究方法與研究步驟 29 3.1 研究方法與範圍 29 3.2 研究步驟 31 3.2.1 選定目標設備、製程對象 32 3.2.2 專利整理與摘要(Patent summary) 32 3.2.3 參數、發明原則整理與新增 37 3.2.4 建立衝突參數組合與發明原則關係之知識庫 38 3.2.5 初步成果分析與驗證(Verification) 39 3.2.6 新矛盾(新問題)之發明原則建立 39 第四章 新矩陣建構與驗證 44 4.1 傳統矩陣使用情況分類 44 4.1.1 完全適用 44 4.1.2 無適用之工程參數 47 4.1.3 無適用之發明原則 49 4.1.4 「工程參數」與「發明原則」皆適用,但無適當「對應關係」 52 4.2 傳統矩陣對於CMP的適用性 56 4.3 更新後矛盾矩陣 60 4.4 新矛盾矩陣有效性驗證 65 第五章 結論與建議 69 5.1 結論 69 5.2 建議與未來研究方向 70 參考文獻 71 附錄 用於CMP之矛盾矩陣表 74

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