De Eindhovense regio ontwikkelt de meest nauwkeurige en complexe apparaten ter wereld. Toeleverancier VDL ETG krijgt daarin gestaag meer verantwoordelijkheid, waarvoor het steeds meer moet investeren in research. Intern, maar ook in academisch onderzoek aan de TU/e. De toeleverancier roept nu andere systeemleveranciers op dat voorbeeld te volgen, om zo de regio aantrekkelijk te houden voor het broodnodige talent, en pleit voor meer onderlinge samenwerking.
Ton Peijnenburg: ‘Wij zijn een van de weinige toeleveranciers die al investeren in multidisciplinair toegepast onderzoek.’ Foto: Com-magz
Zo’n vier jaar geleden zette VDL ETG definitief de stap van build-to-print (b2p) naar build-to-specification (b2s). Van het precies volgen van de klanttekening naar zelf ontwikkelen op basis van functionele specificaties. Nog niet voor elke klant en in elk project, maar het omzetaandeel van dit type werk is de laatste jaren wel toegenomen. Dit op instigatie van grote oem’ers als ASML, Thermo Fisher Scientific en Philips, die zich graag strikt tot hun nauwgedefinieerde kerntechnologie willen beperken. Daarbij legt de Eindhovense toeleverancier zich toe op drie specifieke competenties die bij uitstek van belang zijn voor de nanometernauwkeurige machines en apparaten: motion control, contamination control en thermal management. Om toe te passen in applicaties als waferhandler, vacuümkamer en complexe frames.
Grote stap
Die stap – van vooral-maakbedrijf naar vooral-ontwikkelbedrijf – is een grote, verklaren bedrijfsdirecteur VDL ETG T&D Geert Jakobs en manager systems engineering Ton Peijnenburg. ‘Uit de roadmap van ASML bleek bijvoorbeeld dat de performance-eisen naar een overlay onder 10 nanometer gingen en dat een betere conditionering en beheersing van de temperatuur in de waferhandler de overlay-performance aanzienlijk zou verbeteren. Het was toen aan ons, als leverancier van die module, een technologie te ontwikkelen voor het beter op temperatuur conditioneren van de wafer in de handler, met behoud van snelheid, zodat de machineproductiviteit omhoog kon. Samen met Demcon en Sioux CCM – en met ASML als drijvende kracht – is ons dat gelukt’, verhaalt Jakobs.
Het leverde onder meer een geavanceerd meetapparaat op, voorzien van 64 sensoren die heel nauwkeurig (in milli-Kelvin) de temperatuur meten. Nu kan bij VDL ETG al worden getest of de handler naar behoren werkt én – zo niet – worden voorkomen dat een probleem pas bij integratie in de machine bij ASML opduikt, wanneer veel moeilijker de oorzaak kan worden achterhaald. Zo kan de module ‘functioneel gekwalificeerd’ worden. ‘Voorheen, als maakbedrijf, konden we volstaan met ‘indirecte’ kwalificatie, door aan te tonen dat de maatvoering goed was en flow en druk van koelwater binnen bepaalde grenzen lagen. Dat was een veel onnauwkeurigere kwalificatie, waarbij een aantal mogelijke fouten niet kon worden vastgesteld. Nu gaan we voor de klant dus een stap verder’, aldus Peijnenburg.
Deze technologie en benodigde kennis voor thermal management zet VDL ETG ook in bij andere klanten, met min of meer vergelijkbare uitdagingen. Hetzelfde geldt voor twee andere kerncompetenties, motion en contamination control. Ook daar ontwikkelt de toeleverancier door om aan de hoogste performance-eisen voor de meest hoognauwkeurige machines en apparaten van de meest veeleisende klanten ter wereld te kunnen voldoen. ‘Voor toepassingen in een elektronenmicroscoop of een bijzondere inspectiemachine. Voorheen was de dynamica de kritische factor, nu is temperatuurbeheersing een belangrijk aspect en ik verwacht dat het onder controle krijgen van de door legacy uitdijende besturingssysteemsoftware de volgende technologische uitdaging wordt’, aldus Peijnenburg.
Bredere samenwerking
Voor dat verder vermarkten van die technologie gaat VDL ETG ook de wereld in. ‘Naar klanten die hun hoofdkantoor vaak in de VS hebben en productie in Azië. Klanten in andere segmenten, vaak met kortere ontwikkeltijden en daardoor meer risicobereidheid, wat weer extra uitdagingen met zich meebrengt’, duidt Jakobs. Het structureel op gang brengen en houden van de sequentie ‘ontwikkelen voor grote oem’ers – wereldwijd vermarkten’ kan VDL ETG echter niet alleen, maakt hij duidelijk. Natuurlijk, voor de initiële ontwikkeling zijn er partners als Sioux en Demcon, maar om goed de hefboom op de ontwikkelde kennis en technologie te kunnen zetten, moet die samenwerking breder worden uitgerold, zo stellen de VDL-mannen.
Peijnenburg, concreet: ‘Voor dit ontwikkelwerk is het kunnen aantrekken van talent cruciaal. Op de universiteiten moeten we daarvoor de concurrentie aan met de grote oem’ers. Diezelfde oem’ers die van ons vragen op een hoger niveau te gaan ontwikkelen, kapen het talent dat we daarvoor nodig hebben voor onze neus weg – door te investeren, in opleidingen, onderzoek en promotietrajecten. Zo houden ze zicht op en contact met de beste mensen. Inmiddels doen wij dat zelf ook, betalen we promoties en PDEng-trajecten en financieren via STW onderzoek. Multidisciplinair onderzoek met een meer toegepast karakter, verricht door ontwerpers, anders dan en aanvullend op het meer diepgaande, fundamentele onderzoek waarin de oem’ers investeren. Maar – samen met bijvoorbeeld Prodrive – zijn wij een van de weinige toeleveranciers die dergelijke investeringen doen.’ Om te zorgen dat in de Eindhovense regio meer gespecialiseerde ontwerpers kunnen worden opgeleid en meer multidisciplinair toegepast onderzoek wordt gedaan waar b2s-toeleveranciers als VDL ETG behoefte aan hebben, zullen ook collega’s die investering moeten doen, luidt de stelling van Jakobs en Peijnenburg. ‘Zo maken we ons als regio aantrekkelijker voor talent, wat moet leiden tot een grotere, meer diverse instroom’, aldus Peijnenburg, die ook als fellow is verbonden aan het High Tech Systems Center (HTSC) van de TU/e, waarin de universiteit wetenschappelijke disciplines bijeenbrengt om de brug te slaan naar het bedrijfsleven.
Emotionele blokkades
Inmiddels wordt er al gepraat met andere toeleveranciers over intensievere samenwerking, bijvoorbeeld in de Werkgroep Mechatronica onder leiding van ASML’s Wouter Aangenent. En onlangs bezocht een groep NEVAT-leden ter oriëntatie TUe/HTSC. Jakobs proeft echter nog koudwatervrees: ‘Investeren in universitaire opleidingen en onderzoek is geen tweede natuur van toeleveranciers. En ik bemerk soms ook wat emotionele blokkades om met ons projecten aan te gaan. Dat kan te maken hebben met de verandering van onze positie in de keten, van puur tweedelijnsmaakbedrijf naar eerstelijnsontwikkelbedrijf met meer dan tweehonderd engineers aan boord. Het is voor sommige ontwikkelende bedrijven nog even wennen dat wij nu steeds vaker de b2s-verantwoordelijkheid pakken. ‘Maar’, bepleit hij, ‘toeleveranciers hier moeten elkaar niet zien als concurrenten, maar bovenal als partners. Partners die alleen samen de concurrentie met andere regio’s in de wereld aankunnen, daartoe samen moeten ontwikkelen aan complexe productietechnologie én investeren in talent.’
Multidisciplinair onderzoek aan TU/e
In de waferhandler-module van ASML, waarvoor VDL ETG de volledige verantwoordelijk draagt, vormen robots belangrijke onderdelen – bepalend voor snelheid van overdracht van de wafers, maar ook voor kosten en betrouwbaarheid (uptime) van de module. Reinheid van de robots is met name belangrijk om in de EUV-chipproductiesystemen de contaminatie onder controle te houden. Voor verbeteringen op al die aspecten moeten de robots fundamenteel verbeterd worden. Hiertoe ondersteunt VDL ETG momenteel promovendi aan de TU/e die multidisciplinair samenwerken. Bij Werktuigbouwkunde werkt er een aan het fundamenteel verbeteren van het mechaniek van een robot voor gebruik in vacuüm. Een ander onderzoekt bij Natuurkunde contaminatie door kleine deeltjes bij lage omgevingsdruk en werkt aan beheersing daarvan met hulp van plasmatechnieken.
