再 议 P F A S
PFAS是一系列的合成有机氟化物总称，其在全球多个行业如芯片制造、灭火剂、油漆、防水剂等获得了广泛应用，但PFAS生产和使用环节所带来的环境威胁引发了环保组织及政策制定者的关注。经证实，PFAS会增加生殖系统和内分泌系统病变的风险，甚至可能会诱发人和动物的癌症及其他生殖疾病。
2022年12月20日，3M公司宣布将于2025年年底停产58种全氟烷基和全氟烷基物质（Por-and Polyfluoroalkyl substances,PFAS）产品，以减少或消除PFAS对气候环境和生态健康的影响。
PFAS业已成为半导体制造工艺不可或缺的一部分，它具有高耐久性、热稳定性、耐腐蚀性、非粘附性和低介电常数，可用于制造先进计算芯片所需的极其复杂的工艺。然而，由于PFAS在环境中具有持久性，并且具有潜在健康风险，人们开始呼吁限制其在半导体行业的使用，这就提出了一个关键问题——PFAS在半导体领域的使用是否应该受到限制？
PFAS在半导体制造中的优势
PFAS在半导体制造中起着至关重要的作用，特别是在光刻方面。在光刻过程中，硅晶圆上的PFAS增强型光刻胶可提高紫外光照射期间的附着力、耐久性和对恶劣条件的抵抗力，从而保护暴露区域在蚀刻或沉积过程中进行选择性改性。
除了光刻过程，PFAS在半导体元件生产中也具有巨大优势。它们用于制造低介电常数电介质，可降低导电线路之间的电容，从而加快处理速度并降低功耗。PFAS还增强了封装材料的热稳定性和防潮性，有助于提高半导体器件的整体效率和可靠性。
在蚀刻过程中，PFAS可提高均匀性和过程控制，确保可靠地创建复杂的电路图案。此外，PFAS在真空泵中用作惰性润滑剂，可防止整个制造过程中使用的管道、容器等设备发生腐蚀。
总体而言，PFAS能满足人们对精度、效率、规模和性能的相关要求，目前没有替代品可以在这些方面与PFAS相匹配。
PFAS会带来的环境及健康问题
尽管PFAS在先进的芯片生产中发挥着至关重要的作用，但由于其持久性，它们会带来环境和健康问题。
PFAS在正常条件下分解非常缓慢，这是由于附着在碳主链上的多个氟原子的屏蔽作用。PFAS在鱼类和野生动物中生物积累，长期接触这些持久性化合物可能会人类健康和生态环境带来威胁。
PFAS在正常条件下分解非常缓慢，这是由于附着在碳主链上的多个氟原子的屏蔽作用。PFAS在鱼类和野生动物中生物积累，长期接触这些持久性化合物可能会人类健康和生态环境带来威胁。
虽然因果关系尚未完全确定，但PFAS的终生生物蓄积性，加上可能产生不利影响的证据，导致美国环保署等许多健康和环境机构建议尽量减少人类和环境对PFAS的暴露。
PFAS关联的现行法规
《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》将PFAS视为持久性有机污染物，限制了某些类型，而欧盟的REACH法规、REACH法规之附录XVII、POPs则对化学品的生产和使用进行了监管。
在中国，国家生态环境部于今年发布了《重点管控新污染物清单（2023年版）》、《中国消耗臭氧层物质替代品推荐名录》，《2024年度氢氟碳化物配额总量设定与分配方案》，目的是为切实履行《蒙特利尔议定书》，加快推动含氢氯氟烃物质的淘汰。同时，也更新一些国家标准，如《GB 5749-2022 生活饮用水卫生标准》，其附录A有对水质中全氟化合物的管控要求，分别是全氟辛酸（限值0.00008mg/L）和全氟辛烷磺酸（限值0.00004mg/L），已于今年4月1日起施行。
在美国，EPA PFAS战略路线图中概述的联邦规则包括《有毒物质控制法》（TSCA）和《重大新用途规则》（SNUR）等措施，重点关注新化学品、报告要求和排放许可证。美国各州层面的法规各不相同，一些州禁止不必要的PFAS使用。
全球已努力遏制有害PFAS的暴露，国际机构、个别国家和地方都采取了限制制造和减少PFAS暴露的措施。然而，缺乏一致的监管结构和对适当监管水平的不同意见带来了严峻的挑战。
在过去十年中，PFAS的监管格局逐渐发生了变化，关于逐步淘汰非必要PFAS用途的讨论正在进行中，欧洲化学品管理局（European Chemicals Agency）提出了全球禁令的可能性。
半导体行业强烈反对将PFAS全面限制纳入制造用途
半导体行业强烈反对将PFAS全面限制纳入制造用途的动议。他们认为，芯片制造过程中使用和排放的直接PFAS量非常小，从而降低了生态或健康暴露风险。此外，全球半导体行业协会SEMI声称：“如果所有PFAS低容量豁免（LVE）物质都从商业中消除，这将导致所有美国国内半导体制造业务完全关闭，这将破坏依赖高性能计算的数字化和清洁能源计划。该部门承诺通过避免非必要应用、改进减排技术和支持开发安全替代品来负责任地使用。例如，鉴于使用长链PFAS对环境的担忧，该行业淘汰了全氟辛烷磺酸（PFOS），并致力于到2025年消除全氟辛酸（PFOA）。同时，该行业多年来一直致力于通过涉及工艺优化、替代气体和替代材料的各种策略来减少氟化温室气体排放，每种策略都需要广泛的研究和开发工作。然而，行业专家坚持认为，没有豁免的、近乎全面的PFAS限制将危及创新和生产力，因为替代品无法很快取得资格，从而取代许多关键领域制造过程需要的化学品。
欧盟关于10,000种PFAS限制的提案
- 参考现行法规要求，如(EU)528/2012生物灭菌剂法规和(EC)1107/2009植物保护剂法规等。
第3类豁免：应用于特定产品种的氟聚合物和全氟聚醚材料
总 结
尽管PFAS对于当前的半导体制造来说是无价的，但其持久性需要尽量减少非关键用途。然而，在不评估替代方案的情况下进行大规模限制可能会破坏创新。谨慎的做法是暂时允许必要的PFAS应用，同时支持开发更安全的替代品。
半导体行业还必须帮助加快开发可行、更环保的替代品。此外，政策制定应平衡数字进步和生态管理。为了实现可持续的数字未来，当务之急是摆脱电子制造中对坚不可摧化学品的无限期依赖，实施务实的解决方案，逐步淘汰非必要的PFAS使用，同时促进持续创新。
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