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Tech
Notes
技術專文

次的引進，除讓Samsung節省將近
表 1、研發廠空污排放問題彙整表 圖1、現行空污防制設施流程圖 [1] 表 2、39 項工程參數 [10]
9千萬美金的研發費用，且申請了
多項專利，此時才真正引起各國對
編號 研發廠空污排放問題 編號 工程參數 編號 工程參數 編號 工程參數
源頭處理 終端處理 監控管理 TRIZ的高度關注 ，而台積電也曾
[3]
現址式空氣處理設備 中央式處理設備 雙軌式排放監測
於2005年將其應用於改善300mm
排 氣風管
製程機台內空氣污染物混合排放 1 移動物體重量(Weight 14 強度(Strength) 27 可靠度(Reliability)
1 兩段式 plating efficiency中，並得到很好的
問題 洗滌塔 監測操作 of moving object)
乾式製程機台 酸、鹼 條件 成果。
氣體
無法迅速掌握研發廠區製程空污 2 固定物體重量(Weight 15 移動物體耐久性(Durability of 28 量測準確度(Accuracy of
2
排放物種及排放量變化 of stationary object) moving object) measurement)
煙囪排放
濕式製程機台
3 移動物體長 (Length of 16 固定物體耐久性(Durability of 29 製造準確度(Accuracy of
3 影響社會觀感的「白煙」 監控 moving object) stationary object) manufacturing) TRIZ理論概述
系統
新製程造成現有空氣污染管制污 TRIZ是一套系統完整，能有效找
4 廠務化學儲槽 現址式空氣 4 固定物體長度 (Length 17 溫度 (Temperature) 30 運作於物體上有害因
染物排放的增加 處理設備 有機 of stationary object) 素 (Harmful factors acting 出問題解決方案的理論架構，也是
氣體 監測排放 煙囪排放 on object)
沸石濃縮轉輪 削減率 一種解決問題的工具，對於找出非
新法規規範有害空氣污染物HAPs-
5 有機製程機台 與焚化
重金屬鈷非零檢出問題 5 移動物體面積(Area of 18 亮度 (Brightness) 31 有害副作用 (Harmful 系統性問題的解決方案有極高的助
moving object) side effects)
益。TRIZ的兩個核心理念為「某
6 固定物體面積 (Area of 19 移動物體消耗的能量 (Energy 32 可製造性 人、某地，已經解決了你的問題，
stationary object) spent by moving object) (Manufacturability)
或是類似的問題了」，以及「所有
7 移動物體體積 (Volume 20 固定物體消耗的能量 (Energy 33 使用便利性 創新或改善的障礙，來自於矛盾的
項指標均符合法令規範，但隨著法 備(Local Scrubber)，先讓機台端 越來越多的不同產業將其應用在一 of moving object) spent by stationary object) (Convenience of use)
存在」。當在面對矛盾或有衝突的
令要求越來越嚴格，新管制物種不 排放的廢氣，經過現址式空氣處理 般管理與品質問題處理上。另外
8 固定物體體積 (Volume 21 功率(Power) 34 可維修性 (Reparability) 問題下，使用TRIZ可有別於以往只
斷的被制定，如何針對空污排放問 設備進行第一階段的源頭處理，之 一些常見的品質管理手法如「限 of stationary object)
針對單一問題，想出單一解法的思
題快速且有系統的擬定防制對策， 後再送到中央式處理設備(Central 制理論」(Theory of Constraints;
9 速度 (Speed) 22 能源的浪費(Waste of energy) 35 適應性 (Adaptability) 考方式。而矛盾或衝突的理論邏輯
將是本文後續探討的方向。 Scrubber)進行第二階段的終端處 TOC)，認為任何系統可以想像成由
10 力量 (Force) 23 物質的浪費(Waste of substance) 36 裝置複雜性 (Complexity 在於：當提出一個創新設計以改善
理，經由二階段串聯處理後，全面 一連串的環所構成，將企業或機構 of device)
提升空氣排放處理效率 圖1 。 視為一條鎖鏈，每一個部門是這個 某一特性時，將同時會產生另一個
半導體空污排放管制項目及 鎖鏈其中的一環，如果要達成預期 11 張力/壓力 (Tension/ 24 資訊的喪失 (Loss of information) 37 控制複雜性 (Complexity 惡化特性，並將此現象稱之為矛盾
Pressure)
of control)
處理方法 的目標，必須要從最弱的一環；即 (Contradictions)，矛盾是二個事件
研究目的 12 形狀 (Shape) 25 時間的浪費 (Waste of time) 38 自動化程度 (Level of 或事物之間存在差異或不協調；即
目前半導體空污排放管制項目主 從瓶頸的一環下手，才可得到顯著 automation) 一種原有的事件、動作或主張與另
要包含氫氟酸(HF)、鹽酸(HCl)、 由於研發廠空污排放問題具有多變 的改善。「六標準差」(6 Sigma)， 13 物體穩定性 (Stability of 26 物質數量 (Amount of substance) 39 生產性 (Productivity) 一個事件、動作或主張不一致或相
硫酸(H 2 SO 4 )、硝酸(HNO 3 )、磷酸 性及未知性之特性，且目前均未有 是透過DMAIC，即定義(Define)、 object)
反。同樣的解釋適用在TRIZ對發生
(H 3 PO 4 )、氨(NH 3 )及揮發性有機 良好的空污處理經驗以茲依循，另 量測(Measure)、分析(Analyze)、
於工程上矛盾的解釋；當企業試著
物(VOC)等，另這幾年對有害空氣 因研發製程需求迫切，可擬定有效 改善(Improve)與控制(Control)等流
改變某一個特性、參數或系統，卻
污染物(Hazardous Air Pollutants, 防制對策的時程太短，因此，如何 程，並佐以專業統計工具的一種方
造成了另一個特性、參數或系統惡
HAPs)中之重金屬，亦陸續開始進 導入一套有系統、有效率、有創新 法。「五個為什麼」(5 Whys)，是 工程參數與發明法則，進行研發廠 Problems Solving，又稱為TIPS。 化 。
[4]
行管控，如鈷(Co)、鉛(Pb)等，針 力，且快速、準確地擬定研發廠空 指一種透過自問自答的方式，問了
空污排放問題之個案分析，以期歸 TRIZ是由俄國專利師，也是發明家 TRIZ有幾個主要分析及解決問題的
對有害空氣污染物，目前環保署已 污防制對策的管理方法，將是本文 問題後，自己回答；再針對前一個
納出空污問題解決之對策，並藉由 GenrichAltshuller所創的一種系統性 工具，包含矛盾矩陣(Contradiction
參照先進國家，訂定「固定污染源 研究的目的。 回答，再自問自答，連續五次後可
個案分析之結果檢視TRIZ理論方法 思考方法。Altshuller於1946進入 M atrix)、39項工程參數(En gi-
有害空氣污染物排放標準」草案， 找到發生問題的原因的一種方式。
在眾多管理手法中，最常見的即是 之適用性，建立一套完整的空污防 前蘇聯海軍專利局從事專利歸檔工 neering Parameters)、40項創新
未來將陸續加入管制項目。
8D (8-Disciplines)，8D是台灣一般 TRIZ 之所以在專利與研發上作為 制對策方法，達到研發廠空污問題 作，同時協助專利發明人撰寫說明 發明法則(Inventive Principles)、
台積電空氣污染防制處理設施係採 製造業常用於持續改善或分析問題 解決問題的重要工具，主要是其具 快速解決之目標。 書，透過對20萬份專利分析，再從 物質－場分析(Substance-Field
用「源頭分類、多段式處理」之作 的一種方法學，當產品發生品質問 有下列的特性：結構化的解決問題 其中選出了5萬份被認為是有真正 Analysis)、76標準解答(76 Stand-
法，利用空污處理設備，使排入大 題時，依循8D一定的步驟，可快 方法、系統化的流程能引導出最佳 突破的專利進行深入研究，歸納出 ard Solutions)、8種技術演化類
氣的污染物含量符合或優於政府規 速而準確地找出問題的真因(root 解決方案、提出解決方案時會考量 專利發明的共同性、重複性與創新 型(8 Evolution of Technological
定。在機台端依據其排氣污染成 cause)。然而，在找尋問題真因 成本、強調以現有設備進行改善， 文獻探討 發明性的思考邏輯方法 。 Systems)、科學技術效應(Scientific
[2]
分，將排氣系統分為酸性氣體排放 時，卻常以腦力激盪或憑藉過去經 不建議一直加購新的設備；市面上 Technological Effects)、最終理想
(SEX)、含氨氣體排放(AEX)、有機 驗的方式，推理出可能造成問題發 已有專門的軟體可結合專利的搜 TRIZ自1946年開始發展至今， 結果(Ideal Final Result)、ARIZ發
性氣體排放(VEX)及一般氣體排放 生的原因，這種方式往往只能找到 尋，讓企業在研發時能更了解本身 已有70年的歷史，1997年LG與 明問題解決演算法(Algorithm to
TRIZ理論沿革
(GEX)，並依國家法規設置中央式 問題的表面。另TRIZ (萃思)創新 目前的技術；技術性創新的規則與 Samsung先後邀請了蘇聯的TRIZ Solve an Inventive Problem)等，
[2]
污染防制設施，如濕式洗滌塔、洗 問題解決理論，在歐美、日本和韓 趨勢 ，從過去技術系統創新的歷 TRIZ創新問題解決理論，是由俄文 專家進行培訓。1998年Samsung 其工具雖多，但最常被使用的就
滌塔加藥系統、VOC沸石濃縮轉輪 國，皆已引進做為專利研發與解決 程去進行分析，以找出未來發展的 字彙「Teoriya Resheniya Izobre- 率先採用TRIZ，但因受限於文化 是矛盾矩陣、39項工程參數 表2
處理設備等，另針對不同製程氣體 研發時遇到問題的工具，目前TRIZ 趨勢。因此，本文將引用TRIZ創新 tatelskikh Zadatch」四個字縮寫而 的差異，造成TRIZ 的推展並不成 及40項創新發明法則 表3，其基
特性增設高效率現址式空氣處理設 除運用在專利設計與開發上外，有 問題解決理論，嘗試應用TRIZ 之 成，意指 Theory of the Inventive 功；直到於2003年Samsung第二 本概念如 圖2所示。TRIZ系統性

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