臺灣博碩士論文加值系統

半導體製造業因製程多數產生酸鹼氣體及VOCs廢氣，為達到環保法規的最低要求，因此大部份半導體製造業均設置防制設備處理酸鹼或VOCs廢氣。但其中沸石濃縮轉輪系統的初設成本動輒以千萬起算，而活性碳吸附設備通常視為備用設備因此成本亦不低。洗滌塔雖然相對較為便宜，但設備數量相對較多，總操作維護成本較高。因此本研究主要目的在於探討半導體製程所產生之VOCs污染防制成本結構並探討主要影響因子，建立成本函數、參數係數預測效能及模式適用範圍。
經由相關性分析發現，半導體製造業VOCs污染防制成本函數主要的影響因子在沸石濃縮轉輪系統依序為處理前污染量和電費使用成本；在活性碳吸附設備則以活性碳使用成本、電費使用成本、處理前污染量以及實測效率影響較大。在沸石濃縮轉輪系統所建立的成本函數中，包含處理前污染量、天然氣使用成本及初設成本等3個變數，整體預測能力為68.6 %。而針對活性碳吸附設備所建立的成本函數中則包括了活性碳使用成本、電費使用成本、初設成本、處理前污染量、使用年限、實測效率等6個變項，整體預測能力約92.8 %。此二系統模式應具備預測並解釋VOCs污染防制單位成本的能力。但在實際應用模式時需注意二系統模式的適用範圍，以使模式有較佳的預測能力。

In order to conform to the environmental protection regulations, most of the semiconductor industry set up the pollution control units to eliminate the acidic and alkali exhausts, as well as volatile organic compounds (VOCs). However, the capital cost of the zeolite rotary adsorber systems is generally over ten million dollars, and it is also expensive for that of activated carbon adsorber devices. Although the wet scrubbers are inexpensive compared to the above two equipments, much more units are required and the total maintenance costs are higher. Therefore, this study is to explore the pollution control cost frame of VOCs emitted from the semiconductor industry, determine the key factors affecting the cost, derive the cost functions, and define the domain of the model.
According to the results of correlation analysis, the main factors for zeolite rotary adsorber systems affecting the pollution control cost of VOCs are the pollution quantity and the electric charge. For activated carbon adsorber units, the major factors are the cost of activated carbon consumption, the electric charge, the pollution quantity, and the removal efficiency. After regression analysis, the parameters retained in the pollution control cost function of VOCs for zeolite rotary adsorber system are the pollution quantity, the cost of natural gas utilization, and the capital cost. This model has an explanation power of 68.8 %. In addition, the cost function of the activated carbon adsorber units includes the cost of activated carbon consumption, the electric charge, the capital cost, the pollution quantity, the term of validity, and the remove efficiency. This model has an explanation power of 92.8 %. As a result, these two models should be powerful to predict and determine the pollution control cost of VOCs under the defined domain.

書名頁.................................................Ⅰ
論文口試委員審定書 ....................................Ⅱ
授權書.................................................Ⅲ
中文摘要...............................................Ⅳ
英文摘要...............................................Ⅴ
誌謝...................................................Ⅵ
目錄...................................................Ⅶ
圖目錄.................................................Ⅸ
表目錄.................................................Ⅹ
第一章 前言
1.1 研究緣起 1-1
1.2 研究目的 1-2
1.3 研究內容 1-2

第二章 文獻回顧
2.1 半導體製造業製程簡介 1-3
2.2 揮發性有機物 2-5
2.3 揮發性有機污染物防制設備 2-10
2.4 污染防制成本 2-17

第三章 研究方法
3.1 研究流程 3-1
3.2 資料蒐集及篩選 3-2
3.3 年總防制成本計算 3-10
3.4 污染排放量、處理量及防制設備效率計算 3-16
3.5 污染防制單位成本計算 3-18
3.6 統計分析與應用軟體 3-24

第四章 結果與討論
4.1 資料合理性探討 4-1
4-2 成本函數影響因子 4-14
4.3 沸石濃縮轉輪系統污染防制成本 4-17
4.4 活性碳吸附設備污染防制成本 4-26

第五章 結論與建議
5.1 結論 5-1
5.2 建議 5-2

參考文獻
附錄：SPSS迴歸模式報表

圖目錄
圖2-1 半導體製造程序-積體電路製造程序及其污染產生源 .2-2
圖2-2 半導體製造程序-導線架製造程序其污染產生源 .2-3
圖2-3 半導體製造程序-磊晶製造程序其污染產生源 .2-4
圖2-4 半導體製造程序-光罩製造程序及其污染產生源 .2-5
圖2-5 半導體製造程序-晶圓封裝程序及其污染產生源 .2-6
圖3-1 研究流程圖 .3-1
圖3-2 管理資訊系統網路版主畫面 .3-2
圖3-3 Access選取查詢檔案畫面-有效操作製程檔 .3-4
圖3-4 Access選取查詢檔案畫面-防制成本折舊效率檔 .3-5
圖3-5 本研究所使用新竹縣內半導體製造業鄉鎮市統計圖 .3-7
圖3-6 防制設備不同資料庫中選取資料欄位設定 .3-8
圖3-7 防制設備資料查詢畫面 .3-13
圖3-8 SPSS分析流程圖 .3-34
圖3-9 資料定義圖示 .3-35
圖3-10 資料轉換圖示 .3-36
圖3-11 資料及編輯視窗-相關分析 .3-37
圖3-12 迴歸分析-強迫進入變數法 .3-37
圖3-13 迴歸分析-統計量設定 .3-38
圖4-1 沸石濃縮轉輪系統各變數數值之盒形圖(N=59) .4-6
圖4-2 活性碳吸附設備各變數數值之盒形圖(N=51) .4-10
圖4-3 沸石濃縮轉輪系統各自變數對污染防制單位成本散佈圖 .4-17
圖4-4 沸石濃縮轉輪系統倒數處理前污染量對依變數散佈圖 .4-18
圖4-5 殘差值之常態機率圖-沸石濃縮轉輪系統 .4-23
圖4-6 殘差值之常態機率圖-沸石濃縮轉輪系統(修正模式2) .4-24
圖4-7 活性碳吸附設備各變數對污染防制單位成本散佈圖 .4-26
圖4-8 殘差值之常態機率圖-活性碳吸附設備 .4-30

表目錄
表2-1 揮別性有機物分類表 2-8
表2-2 半導體製造業空氣污染管制及排放標準彙整表(摘錄) 2-11
表2-3 選擇VOCs控制技術、污染源特性 2-13
表2-4 VOCs控制技術之優缺點 2-14
表3-1 依研究所需所摘錄之資料名稱表 3-4
表3-2 防制設備資料明細表 3-9
表3-3 各設備的污染防制單位成本-沸石轉輪系統 3-20
表3-4 各設備的污染防制單位成本-吸附設備 3-23
表3-5 變異數分析檢定表 3-31
表4-1 沸石濃縮轉輪系統電費及天然氣使用成本 4-2
表4-2 活性碳吸附設備電費及活性碳使用成本 4-4
表4-3 沸石濃縮轉輪系統初設成本與年總防制成本比值表 4-8
表4-4 活性碳吸附設備初設成本與年總防制成本比值表 4-12
表4-5 成本函數變數相關係數分析表-沸石濃縮轉輪系統 4-15
表4-6 成本函數變數相關係數分析表-活性碳吸附設備 4-16
表4-7 參數估計表-沸石濃縮轉輪系統 4-19
表4-8 參數估計表-沸石濃縮轉輪系統(修正模式1) 4-20
表4-9 變異數分析表-沸石濃度轉輪系統(修正模式1) 4-21
表4-10 迴歸模式之相關係數統計表-沸石濃度轉輪系統(修正模式1) 4-22
表4-11 參數估計表-沸石濃縮轉輪系統(修正模式2) 4-25
表4-12 變異數分析表-沸石濃度轉輪系統(修正模式2) 4-25
表4-13 迴歸模式之相關係數統計表-沸石濃度轉輪系統(修正模式2) 4-25
表4-14 沸石濃度轉輪系統三種迴歸模式之比較 4-26
表4-15 參數估計表-活性碳吸附設備 4-28
表4-16 變異數分析表-活性碳吸附設備 4-29
表4-17 迴歸模式之相關係數統計表-活性碳吸附設備 4-29
表4-18 活性碳吸附設備參數係數及適用範圍表 4-31

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