Halbleiterfertigung: Keine modernen Belichtungsmaschinen mehr für China

Maschinen für EUV-Belichtung darf ASML bereits nicht mehr nach China exportieren, auch der Zugang zu älteren DUV-Anlagen soll gekappt werden.

Artikel veröffentlicht am 6. Juli 2022, 13:15 Uhr, Johannes Hiltscher

Blick ins Innere eines Immersionslithografie-Scanners von ASML (Bild: ASML)

Maschinen für die Belichtung von Wafern mit extrem kurzwelligem UV-Licht (EUV) darf ASML, der einzige Anbieter solcher Anlagen, bereits nicht mehr an Chinas Halbleiterhersteller liefern. Einem Bericht von Bloomberg zufolge versucht die US-Regierung Firmen wie SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation), Chinas größtem Halbleiterfertiger, auch den Kauf von Immersionslithografie-Scannern unmöglich zu machen.

Zwar ist EUV-Belichtung für die modernsten Fertigungsprozesse erforderlich, DUV (Distant Ultra Violett) Immersionslithografie kommt allerdings noch bei deren Vorgängern zum Einsatz. TSMC beispielsweise nutzt sie noch bei seinen 7-nm-Prozessen. Gegenüber dem 14-nm-Prozess - aktuell SMICs modernster - wäre das ein deutlicher Fortschritt. SMIC arbeitet seit längerem an einer 7-nm-Fertigung, die Vermutungen zufolge bereits in Produktion ist. Offiziell bestätigt hat das Unternehmen dies bislang nicht.

Für den 7-nm-Prozess würden bei SMIC DUV-Scanner mit Mehrfachbelichtung (Multi Patterning) zum Einsatz kommen. Die lieferte ASML, was die US-Regierung 2021 scharf kritisierte. Um das Ziel einer unabhängigen chinesischen Fertigung moderner Halbleiter zu erreichen, werden die bislang erworbenen Scanner allerdings nicht ausreichen. Das Produktionsvolumen bliebe beschränkt.

USA wollen moderne Halbleiterfertigung in China erschweren

Die Regierung von Joe Biden setzt hier die Politik von Donald Trump fort. Dessen Regierung setzte 2020 erste Sanktionen gegen SMIC um, China sollte so der Aufbau einer eigenen modernen Halbleiterfertigung erschwert werden. Bidens Regierung baute die Sanktionen weiter aus.

Ein Besuch von US-Vizehandelsminister Don Graves in den Niederlanden Ende Mai 2022 sei Anlass für Gespräche über weitere Beschränkungen gewesen, so Bloomberg unter Berufung auf ungenannte Quellen. Bei der Reise traf Graves am 31. Mai 2022 auch ASMLs CEO Peter Wennink. Ansprechpartner für Handelsrestriktionen ist allerdings die niederländische Regierung, die entsprechende Ausfuhrgenehmigungen erteilt. Neben ASML baut Nikon in Japan DUV-Scanner, auch hier laufen nach Informationen von Bloomberg Gespräche, um deren Export nach China zu unterbinden.

China macht sich vom Westen unabhängig

Um seine Halbleiterindustrie weiter trotz Exportverboten ausbauen zu können, setzt China auf Eigenentwicklungen. Belichtungsgeräte mit einer Auflösung von 90 nm baut die Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE). Eigentlich sollten bis Ende 2021 auch 28-nm-Scanner entwickelt werden. Auf der Unternehmens-Homepage findet sich allerdings noch keiner, Berichten zufolge gebe es noch Verbesserungspotenzial. Hier sollte bereits Immersionslithografie zum Einsatz kommen.

Mit steigender Auflösung werden die Geräte allerdings immer komplizierter. Während bei DUV noch Excimerlaser zum Einsatz kommen, sind zur Erzeugung von EUV-Licht wesentlich komplexere Plasmalaser erforderlich. Auch die Optik wird immer aufwendiger, da beispielsweise Spiegel extrem präzise gefertigt werden müssen.

Daneben wird spezielle Design-Software für optische Korrekturen benötigt, hier griff ein chinesisches Unternehmen auch geistiges Eigentum von ASML ab. Der absehbar erschwerte Zugriff auf zentrale Maschinen für die Halbleiterfertigung dürfte den Anstrengungen in China zum Erreichen technologischer Unabhängigkeit neuen Schwung geben.