本文來自微信公眾號“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”，內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自allaboutcircuits.，謝謝。
PFAS是半導(dǎo)體制造中的基本材料，正在接受立法審查。他們的禁令可能會影響全球的芯片制造商。
全氟和多氟烷基物質(zhì)(PFAS)是自1950年代以來用于各種工業(yè)和消費應(yīng)用的一組人造化學品。這些化合物在半導(dǎo)體工業(yè)中有多種關(guān)鍵應(yīng)用。然而，由于它們對人類健康和環(huán)境的不利影響，正在實施法規(guī)和指南以限制PFAS在半導(dǎo)體制造和其他行業(yè)中的使用和處置。
本文總結(jié)了一些禁止PFAS（有時稱為“永久化學品”）的立法行動，以及該禁令可能對芯片制造商產(chǎn)生的影響。
PFAS在半導(dǎo)體行業(yè)中的作用
PFAS在半導(dǎo)體行業(yè)最常見的用途之一是光刻工藝——制造微芯片的關(guān)鍵步驟。在光刻過程中，在硅晶片上涂上一層薄薄的光刻膠，然后通過光掩模將硅晶片暴露在紫外線下，將圖案轉(zhuǎn)移到硅片上。光刻膠充當掩模以保護在暴露區(qū)域被選擇性去除或修改時不應(yīng)被蝕刻或沉積的硅片部分。PFAS被添加到光刻膠中，以提高其對硅片的附著力，增加其耐用性，并增強其對刺激性化學品和高溫的抵抗力。
除了用于光刻之外，PFAS在生產(chǎn)其他半導(dǎo)體組件（例如互連和封裝材料）方面也至關(guān)重要。基于PFAS的材料有助于制造低k電介質(zhì)和絕緣體，從而降低芯片中導(dǎo)線之間的電容，從而加快處理速度并降低功耗。PFAS還用于封裝材料，以提高熱穩(wěn)定性和防潮性。
除了在芯片制造中的應(yīng)用外，PFAS對半導(dǎo)體制造設(shè)備和工廠基礎(chǔ)設(shè)施也是必不可少的。它們的卓越性能，例如耐熱性和化學惰性，使它們可用于設(shè)備部件（管道、墊圈、容器、過濾器等）和潤滑（例如各種油和油脂）。
監(jiān)管PFAS及其對芯片制造商的影響
美國已采取多項措施在州和聯(lián)邦層面對半導(dǎo)體行業(yè)的PFAS進行監(jiān)管。2020年，環(huán)境保護署(EPA)將172種PFAS添加到有毒物質(zhì)排放清單(TRI)中，要求公司向監(jiān)管機構(gòu)報告其對這些元素的使用情況，以監(jiān)測其對環(huán)境的影響。
許多州已禁止在食品包裝、滅火泡沫和個人護理產(chǎn)品中使用PFAS。緬因州在2023年生效的一項新法律中限制了在該州銷售的所有產(chǎn)品中的物質(zhì)。新法規(guī)涉及中間期限，以允許行業(yè)適應(yīng)。歐盟(EU)也積極監(jiān)管半導(dǎo)體行業(yè)的PFAS。2019年，歐盟根據(jù)化學品注冊、評估、授權(quán)和限制(REACH)法規(guī)將PFAS添加到其受限物質(zhì)清單中，限制其在消費品和電子產(chǎn)品（包括半導(dǎo)體）中的使用。
這些法規(guī)可能會對英特爾等芯片制造商產(chǎn)生重大影響。這些公司必須為其制造過程中目前使用的基于PFAS的材料尋找替代品。這可能需要大量的研究和開發(fā)工作，以找到滿足行業(yè)性能要求的合適替代品。此外，法規(guī)可能會增加芯片制造商的生產(chǎn)成本，因為他們可能需要投資新設(shè)備和新工藝。
法規(guī)還可能擾亂芯片制造商的供應(yīng)鏈，導(dǎo)致制造半導(dǎo)體組件的短缺或延誤。
PFAS的可行替代品
研究人員正在半導(dǎo)體行業(yè)中尋找PFAS的可行替代品，但尋找具有可比性能和可靠性的替代品是一項復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
光刻中PFAS的一種潛在替代品是基于金屬氧化物的材料，例如氧化鋯或氧化鈦。它們具有與基于PFAS的材料相當?shù)母街湍突瘜W性，同時更加環(huán)保。一些研究人員還開發(fā)了基于羥基苯乙烯（一種不含氟原子的聚合物）的光刻膠。這種材料在圖案化性能和環(huán)境安全方面顯示出可喜的成果，但需要進一步開發(fā)以優(yōu)化其性能并使其在工業(yè)中使用。
雖然PFAS有前景的替代品，但仍需要進一步研究和開發(fā)以優(yōu)化它們的性能并確保它們與現(xiàn)有制造工藝的兼容性。芯片制造商還需要謹慎管理替代材料的實施，以確保他們能夠保持產(chǎn)品的性能和可靠性，同時最大限度地減少對環(huán)境和人類健康的影響。
