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PFAS 是半导体制造中的基本材料，正在接受立法审查。他们的禁令可能会影响全球的芯片制造商。
全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 是自 1950 年代以来用于各种工业和消费应用的一组人造化学品。这些化合物在半导体工业中有多种关键应用。然而，由于它们对人类健康和环境的不利影响，正在实施法规和指南以限制 PFAS 在半导体制造和其他行业中的使用和处置。
本文总结了一些禁止PFAS（有时称为“永久化学品”）的立法行动，以及该禁令可能对芯片制造商产生的影响。
PFAS 在半导体行业中的作用
PFAS 在半导体行业最常见的用途之一是光刻工艺——制造微芯片的关键步骤。在光刻过程中，在硅晶片上涂上一层薄薄的光刻胶，然后通过光掩模将硅晶片暴露在紫外线下，将图案转移到硅片上。光刻胶充当掩模以保护在暴露区域被选择性去除或修改时不应被蚀刻或沉积的硅片部分。PFAS被添加到光刻胶中，以提高其对硅片的附着力，增加其耐用性，并增强其对刺激性化学品和高温的抵抗力。
除了用于光刻之外，PFAS 在生产其他半导体组件（例如互连和封装材料）方面也至关重要。基于 PFAS 的材料有助于制造低 k 电介质和绝缘体，从而降低芯片中导线之间的电容，从而加快处理速度并降低功耗。PFAS 还用于封装材料，以提高热稳定性和防潮性。
除了在芯片制造中的应用外，PFAS 对半导体制造设备和工厂基础设施也是必不可少的。它们的卓越性能，例如耐热性和化学惰性，使它们可用于设备部件（管道、垫圈、容器、过滤器等）和润滑（例如各种油和油脂）。
监管 PFAS 及其对芯片制造商的影响
美国已采取多项措施在州和联邦层面对半导体行业的 PFAS 进行监管。2020 年，环境保护署 (EPA) 将172 种 PFAS 添加到有毒物质排放清单(TRI) 中，要求公司向监管机构报告其对这些元素的使用情况，以监测其对环境的影响。
许多州已禁止在食品包装、灭火泡沫和个人护理产品中使用 PFAS。缅因州在 2023 年生效的一项新法律中限制了在该州销售的所有产品中的物质。新法规涉及中间期限，以允许行业适应。欧盟 (EU) 也积极监管半导体行业的 PFAS。2019 年，欧盟根据化学品注册、评估、授权和限制 (REACH) 法规将 PFAS 添加到其受限物质清单中，限制其在消费品和电子产品（包括半导体）中的使用。
这些法规可能会对英特尔等芯片制造商产生重大影响。这些公司必须为其制造过程中目前使用的基于 PFAS 的材料寻找替代品。这可能需要大量的研究和开发工作，以找到满足行业性能要求的合适替代品。此外，法规可能会增加芯片制造商的生产成本，因为他们可能需要投资新设备和新工艺。
法规还可能扰乱芯片制造商的供应链，导致制造半导体组件的短缺或延误。
PFAS 的可行替代品
研究人员正在半导体行业中寻找 PFAS 的可行替代品，但寻找具有可比性能和可靠性的替代品是一项复杂的挑战。
光刻中 PFAS 的一种潜在替代品是基于金属氧化物的材料，例如氧化锆或氧化钛。它们具有与基于 PFAS 的材料相当的附着力和耐化学性，同时更加环保。一些研究人员还开发了基于羟基苯乙烯（一种不含氟原子的聚合物）的光刻胶。这种材料在图案化性能和环境安全方面显示出可喜的成果，但需要进一步开发以优化其性能并使其在工业中使用。
虽然 PFAS 有前景的替代品，但仍需要进一步研究和开发以优化它们的性能并确保它们与现有制造工艺的兼容性。芯片制造商还需要谨慎管理替代材料的实施，以确保他们能够保持产品的性能和可靠性，同时最大限度地减少对环境和人类健康的影响。