日本魁半導體開發出一項利用電漿(Plasma)生成金屬氧化物奈米粒子的新型控制技術,可在維持超小粒徑的同時抑制粒子凝聚並提升穩定性。透過搭載此項技術的專用設備,魁半導體已成功實現氧化鎢與氧化鋁奈米粒子的可控生成,可於數奈米至數百奈米範圍內自由設計粒徑。此項技術預計首先應用於半導體製程中的化學機械研磨漿料(CMP Slurry)的研磨顆粒用途,以因應先進半導體晶圓持續微縮化後,對於超微細且高均勻性研磨材料日益提升的需求。
此次研究應用了魁半導體長年累積的液中/液面電漿照射技術,透過整合電漿輸出功率、酸鹼值(pH)、添加劑條件並予以最佳化,成功建立了穩定生成奈米粒子的製程。在電漿反應場中,會產生源自電極的金屬成分與初始粒子,於此同時,水中會發生金屬氫氧化物形成、奈米粒子彼此碰撞、粒子凝膠化、粗大顆粒聚集等多種競爭機制,而這些現象通常容易導致粒徑增大與分佈失控。魁半導體則透過獨自開發的反應控制流程,成功抑制凝膠化與團聚行為,使生成粒子維持微細尺寸並提高分散穩定性。
此外,魁半導體也發現酸鹼條件會直接影響粒徑分佈,其中以接近中性條件最容易形成超微細粒子,顯示pH調整已成為奈米粒徑設計的重要參數。目前新技術已完成氧化鎢(WOₓ)、氧化鋁(Al₂O₃)兩類金屬氧化物的驗證,今後計畫擴展至氧化鐵、氧化鈦等其他金屬氧化物奈米材料。除了半導體用途之外,魁半導體亦評估導入其他高附加價值市場,包括樹脂與塗料用機能性填料(Functional Filler)、生醫與藥品相關材料、高機能性材料等領域。
魁半導體原本以表面處理與電漿設備製造為核心事業。此次建立奈米粒子控制技術後,計畫進一步提供符合客戶需求的奈米粒子樣品,並結合設備與製程條件進行整體解決方案的提案。