PFAS源自美国二战时期的曼哈顿计划。一位化学家通过将黄绿色有毒气体氟气通过碳弧,创造出了几乎无法被破坏的碳-氟键(C-F键),从而产生了PFAS。
根据欧洲化学品管理局最新发布的提案,欧盟将在很大程度上禁止生产和使用PFAS,若该禁令成真,将打击多项经济活动,并迫使企业为其产品和生产流程寻找替代品,同时该禁令还将扩大到向欧盟出口含有PFAS的产品。
PFAS的用途广泛,半导体、面板显示、太阳能电池板、电子设备上都见得到其身影,且对芯片制造而言至关重要。消息传出后,欧洲各大芯片供应商示警,若实施禁令,将对该产业造成极大干扰。Chemours是高端含氟聚合物的领先供应商,它警告说,这些化学品对于半导体制造以及广泛的其他行业“绝对至关重要”。
“PFAS限制提案的广泛范围,威胁到半导体行业获得对生产至关重要的化学品。”欧洲半导体行业协会可持续发展和环境官员穆勒(Mathias Müller)说,“鉴于缺乏替代品,如果没有豁免,欧洲半导体行业将无法继续在欧洲制造。”
PFAS的难以降解性是引发争议的根源。由于PFAS具有极难被破坏的碳-氟单键(C-F键),它们难以光解、水解、被生物降解或被动物体代谢。当吸收PFAS后,它们首先与血清蛋白结合,然后在肝脏、肾脏和等器官中沉积并无法排出。这可能增加患甲状腺疾病、高胆固醇、高血压、糖尿病和慢性肝病,以及某些类型的癌症风险,如肾癌和癌。
近期,3M宣布同意支付一项和解金,金额在103亿美元至125亿美元之间,旨在解决数百起与“永久化学物质”(PFAS)有关的水污染索赔问题。
PFAS已对人类健康、生态环境带来不可估量的威胁,世界各个国家和地区都逐步加入到限制、淘汰PFAS的阵营中龙8long8。国际社会对PFAS的管控日趋严格,龙8long8唯一官方网站诸多《斯德哥尔摩公约》缔约国加入管控行列。
目前,全球许多国家及地区都已经对PFAS进行限制,一些知名企业也积极行动,对使用的材料、部件进行严格管控。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。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。
2023年7月3日至7日于泰国曼谷举行的第45届《蒙特利尔议定书》开放式工作组 (OEWG45) 上,专家小组提出了PFAS(全氟烷基物质和多氟烷基物质)问题,包括含氟气体。经济发展与合作组织 (OECD) 更新定义后,《蒙特利尔议定书》和《基加利修正案》控制的多种物质被视为PFAS,包括HFC和HFO。
欧洲五国此前发布的报告则预测电子行业PFAS的使用量一年会增加10%,其中主芯片需求大增所致。如此大的增量,面对即将出台的新禁令,众多芯片厂家可以说是挨了当头一棒。
目前全球电子特种气体市场中,含氟特种气体约占总量的30%左右,是电子特种气体的重要组成部分,在半导体领域主要用于制作清洗剂、蚀刻剂,也可用于制作掺杂剂、成膜材料等。
存储器件领域 ,3D NAND、3D DRAM制造工艺中,增加集成度的主要方法不再是缩小单层上线宽而是增加堆叠的层数,层数的增加要求刻蚀技术实现更高的深宽比,特种气体作为刻蚀剂需求增加。
逻辑器件刻蚀步骤数随制程演进而增长。在28nm制程工艺中,刻蚀步骤仅40步,但到10nm制程工艺时,刻蚀设备工艺步骤已提升一倍多至115步,5nm需要160步。随着芯片制造工艺不断改进,刻蚀工艺步骤数将不断提升。