■ポイント■
・PFASフリー時代の設計図！ ArF液浸からCMP、洗浄まで、工程別の代替物質とプロセス最適化を徹底解説！
・規制リスクを機会に変える！ 欧州、米国、アジアのPFAS規制動向と、半導体サプライチェーン再編の道筋を提示！
・装置性能の維持が鍵！ 静電チャック、シール材、潤滑油… 装置部品におけるPFASフリー材料の実用性を評価！
・化学者の武器！ POE、APG など、次世代洗浄・剥離用界面活性剤の性能と導入メリットを深掘り解説！
・「PFASフリー戦略における失敗課題の類型と事例」から学ぶ、致命的な歩留まり低下を防ぐ教訓を解説！
・配管、温調、クリーンルーム・ユーティリティまで、PFASフリー化の全体像と具体的な実装計画を網羅！
・短鎖／部分フッ素誘導体のリスクと、シリコーン系（PDMS）などの完全代替候補の特性を比較分析！
・技術者のための実践戦略！ PFAS依存度低減に向けた「プロセス条件最適化」の具体的手法と事例を解説！
■概要■
現代社会を支える中核技術である半導体は、スマートフォンからAI、自動運転に至るまで、あらゆるイノベーションの基盤である。その製造プロセスは極めて精密かつ複雑であり、ナノレベルの精度を実現するため、長年にわたり高度に機能する特殊な化学物質が不可欠とされてきた。その中でも、PFAS（パーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物）は、水や油を弾く撥水性、高い熱安定性、優れた耐薬品性といった独自の特性により、半導体製造の多岐にわたる工程で利用されてきた。具体的には、フォトレジストの高性能添加剤、CMP（化学機械研磨）のスラリー添加剤、高機能な界面活性剤、そしてフッ素樹脂として装置内部のシール材やパッキン、静電チャックの誘電材料などに幅広く使用されている。これらのPFASは、半導体製造における高精度化、高集積化を支える「縁の下の力持ち」として、産業の発展に欠かせない存在であった。
しかし、近年、この便利な化学物質が環境および人体にもたらすリスクが国際的な課題として大きくクローズアップされている。PFASは「永遠の化学物質（ForeverChemicals）」とも呼ばれ、自然界でほとんど分解されず、生態系や人体に蓄積されることが懸念されている。この環境リスクの高まりを受け、欧州をはじめとする先進国を中心に、PFASの製造および使用を段階的に制限または禁止する強力な規制の動きが加速している。米国では州レベルでの規制が進み、日本や中国でも
環境モニタリングや排出規制の検討が進められており、半導体産業にとってPFASの使用継続はもはや許容されない未来が迫っている。
この国際的な規制強化は、半導体産業全体にサプライチェーンの根幹を揺るがすほどの巨大なパラダイムシフトを迫っている。PFASフリーへの転換は、単なる化学物質の置き換えに留まらず、これまでPFASの特性に依存してきたプロセスの再設計、装置部品の再開発、そしてそれに伴う製造コストや歩留まりへの影響という、極めて複雑で困難な課題を含んでいる。特に、ナノスケールでの精度が求められる半導体製造において、代替物質が同等の性能、特に高い信頼性や寿命、化学的安定性を提供できるかは大きな論点である。
本レポートの目的は、こうした喫緊の課題に対し、実務レベルで理解し、戦略を立てるための具体的な羅針盤を提供することにある。以下の主要なテーマに焦点を当てて、現状と未来を詳細に分析する。 まず、半導体製造の主要工程、すなわちフォトリソグラフィ（フォトレジスト高機能添加剤、ArF浸漬用代替技術）、洗浄・剥離（アルキルポリグルコシドやポリオキシエチレン系界面活性剤など）、平坦化（CMP）、ドライプロセス後処理において、どのようなPFASフリー代替候補物質が検討され、導入が進められているのかを工程別のPFAS代替候補物質として整理する。
次に、製造を支えるインフラと装置部品に焦点を当てる。装置部品（シール材・パッキン）、静電チャックの誘電材料、そして潤滑油・作動油、クリーンルーム・ユーティリティ、温調システム、配管といったあらゆる要素において、PFASフリー化を達成するための具体的な技術的アプローチ（例：シリコーン系（PDMS）の活用）を探る。
さらに重要なのが、代替物質への依存度を低減するための戦略である。PFAS依存性低減にむけたプロセス条件最適化の具体例や、代替化学物質として暫定的に使われる可能性のある短鎖／部分フッ素誘導体のリスクと評価、そして最も重要な教訓として、半導体分野におけるPFASフリー戦略における失敗課題の類型と一般的な事例を共有し、今後の成功戦略への道筋を示す。
PFASフリーへの挑戦は、環境負荷を低減し、持続可能な半導体産業を構築するために避けられない道である。本レポートが、未来の半導体製造を担う技術者にとって、この困難かつ重要な変革期を乗り越えるための一助となることを心から願う。
【第Ⅰ編 半導体分野におけるPFASフリー戦略と代替技術】
＜1＞欧州
1．概要
2．欧州のPFAS規制の概観
3．欧州のPFAS代替戦略
4．環境規制への対応（REACH規則）の役割
5．PFAS規制「猶予」戦略の概要と問題点 など
＜2＞米国
1．概要
2．フォトリソグラフィ材料（低分子PFAS代替）
3．エッチングプロセス（PFCs削減技術）
4．装置構成部品（高分子PFASの代替検討）
5．廃水処理・除去技術（環境排出の削減） など
＜3＞中国
1．概要
2．POPs条約に基づく特定PFASの厳格な規制
3．中国のPFAS規制における戦略的な「例外」と「短鎖PFAS」の扱い
4．半導体製造におけるPFAS代替技術開発の動向
＜4＞日本
1．概要
2．PFAS規制の国際動向と日本の対応
【第Ⅱ編 半導体分野におけるPFASフリー戦略の失敗と課題】
＜1＞性能・機能の維持に関する課題（技術的失敗）
1．概要
2．半導体製造におけるPFASフリー代替材の「耐熱性の不足」とその影響
3．PFASフリー代替材の「耐薬品性の欠如」とウェットプロセスの破綻
4．PFASフリー戦略における
「表面エネルギーの不一致」とリソグラフィの失敗
5．PFASフリー代替材の「絶縁性能の低下」とチップ性能の破綻 など
＜2＞プロセス・システムに関する課題（導入失敗）
1．概要
2．PFASフリー化による「既存設備との非互換性」とプロセスの非安定化
3．PFASフリー化による「プロセスの再最適化失敗」と歩留まりの不安定化
4．PFASフリー化による「廃液処理システムへの負荷」とコスト的失敗
5．PFASフリーラインにおける
「クロスコンタミネーション」と代替失敗 など
＜3＞規制対応・戦略に関する課題（マネジメント失敗）
1．概要
2．PFAS規制における「定義の誤解」と初期投資の無駄
3．LVEへの過度な依存による代替品の開発遅延とリスク
4．PFASフリー代替材による「消費者の信頼喪失」とブランド毀損
【第Ⅲ編 半導体製造プロセスにおけるPFAS代替】
＜1＞フォトレジスト（ArF浸漬用）代替技術
1．概要
2．PFAS代替技術の二大潮流と詳細
3．ネガ型現像プロセスとPFASフリー化戦略
4．IDM・ファウンドリのPFAS代替戦略
5．PFAS代替技術における材料メーカーへの要求と対応 など
＜2＞フォトレジスト高機能添加剤
1．概要
2．主要な添加剤の種類とその機能
3．次世代リソグラフィ（EUV）における課題と添加剤
4．フォトレジスト高機能添加剤とPFASの関係
5．フォトレジスト高機能添加剤のPFASフリー化技術の動向
＜3＞ドライプロセス後処理（アッシング残渣除去）
1．概要
2．アッシング残渣の種類と組成
3．アッシング残渣の除去技術（ドライプロセス後処理）
4．アッシング残渣除去とPFASとの関係
5．5PFAS代替候補物質・技術 など
＜4＞CMP工程
1．概要
2．業界分析
3．事業モデルの転換と市場戦略
4．AI/MLによるカスタムCMPレシピ開発
＜5＞剥離・洗浄
1．概要
2．主要な代替候補
3．非フッ素系レジスト剥離液
4．超臨界流体剥離技術
5．代替高分子型界面活性剤 など
＜6＞洗浄・リンス（界面活性剤）
1．概要
2．半導体分野に求められる「PFASフリー界面活性剤」の要件
3．企業動向
＜7＞ポリオキシエチレン（POE）系界面活性剤
1．概要
2．半導体分野におけるPOE系界面活性剤の用途
3．非PFASPOE系界面活性剤が注目される背景と要因
4．業界分析
5．企業動向
＜8＞アルキルポリグルコシド（APG）
1．概要
2．半導体分野におけるAPG
3．APGの代替としての可能性
4．半導体分野におけるAPG注目の背景と要因
5．APGによるPFAS代替アプローチ など
＜9＞PFAS依存性低減にむけたプロセス条件最適化
1．概要
2．プロセス条件最適化によるPFAS使用量の最小化
3．PFAS依存性低減に向けた技術動向
4．液浸液管理によるPFAS依存低減
5．レジスト膜厚・塗布条件最適化：界面活性剤依存の削減 など
【第Ⅳ編 製造装置・インフラにおけるPFAS代替】
＜1＞装置部品（シール材・パッキン）におけるPFAS代替
1．概要
2．必須とされるPFASの特性
3．半導体製造装置用シール材・パッキンの主要素材
4．半導体製造におけるシール材・パッキンの代替戦略
5．国際的なPFAS規制強化の動向 など
＜2＞静電チャックの誘電材料
1．概要
2．ESC誘電材料の主流とPFAS利用の背景
3．PFAS利用の背景
4．窒化アルミニウム（AlN）セラミックスの進化と極限追求
5．PFASフリーポリマーとハイブリッド材料の探索 など
＜3＞表面処理（撥水コート）材料
1．概要
2．PFAS撥水コート材料の世代別技術分析と規制の変遷
3．シロキサン系コーティング
4．デンドリマー系コーティング
5．ワックス系／アルキル系／炭化水素系撥水コート材料 など
＜4＞シリコーン系（シロキサン、ポリジメチルシロキサン：PDMS）
1．概要
2．課題・成長要因
3．参入障壁と差別化要素
4．企業動向
＜5＞潤滑剤・作動油（真空ポンプ・精密駆動部）
1．概要
2．潤滑剤・作動油の種類と特性
3．代替候補物質・技術
4．技術動向
＜6＞配管のPFASフリー
1．概要
2．配管のPFASフリー化：先端産業を支えるクリーン化技術の動向
3．PFASフリー配管材の主要な技術動向
4．企業動向
＜7＞クリーンルーム・ユーティリティ（表面処理）
1．概要
2．半導体分野におけるクリーンルーム・ユーティリティとPFAS対策
3．PFASと半導体表面処理への影響
4．半導体分野における利用の背景と技術動向
5．高性能フィルター・分離膜
（ユーティリティ・コンタミネーション制御） など
＜8＞温調（熱媒体・冷媒）
1．概要
2．温調技術の技術トレンド
3．PFAS規制への対応と動向
4．PFAS規制が温調技術に与える影響と技術革新
【第Ⅴ編 代替候補物質と今後の展望】
＜1＞代替化学系
1．概要
2．アルキルポリグルコシド（APG）
3．ポリオキシエチレン（POE）系界面活性剤
4．シロキサン／シリコーン誘導体
5．非フッ素高分子撥水材料 など
＜2＞工程別のPFAS代替候補物質
1．概要
2．フォトレジスト（ArF浸漬用）における界面制御技術の代替
3．表面処理（撥水コート）におけるフッ素樹脂の代替
4．洗浄・リンス（界面活性剤）における代替と超高純度化
5．プロセス条件最適化によるPFAS依存の抜本的低減 など
＜3＞短鎖／部分フッ素誘導体
1．概要
2．短鎖PFAS
3．部分フッ素誘導体
4．技術動向の背景と要因
