De verschillende partijen in de hightech toeleveringsketen moeten intensiever samenwerken als het om cleanliness gaat. Dat klinkt logisch als je het hebt over de componenten en modules die aan alle Grade eisen van ASML moeten voldoen. Deze samenwerking is echter net zo noodzakelijk voor de Grade 2 en 4 onderdelen. Kosten efficiency is hier het sleutelwoord. Voorkom dat er te veel wordt gereinigd. De oplossing: de focus verschuiven van productanalyse naar procesanalyse.
Arbèl in Valkenswaard is een 2. Tier supplier in het Brainport hightech ecosysteem: een toeleverancier van nauwkeurig plaatwerk en lassamenstellingen aan onder meer de 1. Tier suppliers in het ASML-netwerk. De afgelopen jaren heeft Arbèl veel geïnvesteerd in schoon produceren. Zo staat er een pons/laser combi machine met een super zacht borstelbed om krassen op de plaat te vermijden. Krasjes zijn immers een van de grootste uitdagingen bij hoogwaardig plaatwerk productie. Beschermfolie op de dunne plaat is geen optie als je op Grade 2 niveau werkt. Arbèl heeft verder als een van de weinige plaatwerkers geïnvesteerd in een cleanroom compleet met reinigingsstraat.
Intensieve samenwerking in de keten ook nodig voor Grade 2 en 4 producten
Machines én de mensen
Het draait echter niet uitsluitend om machines en schone materialen, vindt Barry Noordman, directeur. Zijn mensen zijn een net zo belangrijke factor, zo niet de belangrijkste. ”Het gaat om de combinatie, maar uiteindelijk bepalen de medewerkers de kwaliteit.” Medewerkers met de juiste mindset heb je nodig om aan alle Grade eisen te voldoen, is zijn overtuiging. Medewerkers bij Arbèl spreken elkaar erop aan als iemand een plaat vastpakt zonder handschoenen; ze trainen elkaar als ze vinden dat een bewerking efficiënter en beter kan. De toeleverancier werkt zonder uitzendkrachten, enkel met vaste medewerkers. Het resultaat: het proces is tegenwoordig zo geborgd dat Grade 4 cleanliness kwaliteit de standaard is bij Arbèl, voor elke klant. Voor Grade 2 geldt er een speciale procedure, voorbehouden aan enkele hiervoor getrainde medewerkers. En nu is het team bezig om plaatwerk te produceren dat aan Grade 1 eisen voldoet. Niet omdat er een concrete vraag van klanten is. Omdat men zelf altijd de uitdagingen opzoekt, grenzen continu verlegt naar het hoogst haalbare. “We willen uniek zijn en vooroplopen. En de markt gaat dit vragen, is het niet nu, dan volgend jaar, dan over een aantal jaren.”
Processcontrol is een middel om de kosten omlaag te brengen
De keten heeft grote stappen gezet
Het plaatwerkbedrijf in Valkenswaard is een voorbeeld hoe de maakindustrie in het hightech ecosysteem het thema cleanliness handen en voeten geeft. Steffijn de Koning, Architect Cleanliness / Defectivity bij ASML, vindt dat de toeleveringsketen echt grote stappen heeft gemaakt sinds hij vier jaar geleden bij ASML is komen werken. Bedrijven hebben geïnvesteerd in competenties, vooral de 1. Tier suppliers. De chipmachinefabrikant wil nu samen met de keten de volgende stap zetten. Steffijn de Koning: “Tot nog toe is cleanliness erg gefocust op productanalyse, bij Grade 2 en 1 producten is dat RGA. RGA doet echter niks met de kwaliteit. Het is een verzekering. Het wordt tijd om de focus te verschuiven naar het proces, zodat we minder verzekeringen nodig hebben.” Sinds enkele jaren is er namelijk naast cleanlinesskwaliteit een nieuwe dimensie bijgekomen: kosten. De kostprijs in de keten moet omlaag. Processcontrol is daar een middel voor, denkt De Koning. Wat hij bedoelt met RGA als verzekering, is dat momenteel Grrade 2 parts vaak 100% worden gemeten met RGA. Processcontrol zou er voor moeten zorgen dat er minder “verzekering” nodig is en dat er bijvoorbeeld nog maar 1 in 10 parts wordt gemeten. Daarnaast zou processcontrol ook in-efficincies uit de keten kunnen halen. Een voorbeeld hiervan is dat elk monopart voor een Grade 4 module – dus buiten het vacuümgedeelte van de ASML-machine – intensief gereinigd wordt. Om vervolgens de complete submodule nog eens te reinigen, terwijl losse componenten tussentijds in een vuil magazijn bij een andere toeleverancier belanden.
Een derde voorbeeld: rework omdat niet meteen aan de eisen wordt voldaan, levert extra kosten op en extra machinebezetting. Dat kost de toeleverancier geld, waarvoor de rekening bij de eindklant belandt. Steffijn de Koning noemt dit laaghangend fruit als je kosten wilt besparen. “De kwaliteit van het product blijft nog steeds belangrijk, maar we regelen deze kwaliteit via het proces in plaats van 100% alle onderdelen te meten of ze voldoen aan de cleanliness-eisen.” In andere industrieën, zoals de automobiel, is dit al jaren de standaard werkwijze.
Niemand wil risico nemen. Zo druppelt reinigen in de keten door
Hans Cools, Meilink
Durf informatie te delen
Hans Cools, Manager Operations bij Meilink, herkent de analogie van de verzekering. Bedrijven dekken zich in tegen elk risico. “Niemand wil risico nemen. Zo druppelt reinigen in de keten door.” Moet je elk onderdeel dat aan een 1. Tier supplier geleverd wordt, reinigen om vervolgens de hele assemblage nog eens te reinigen? Hij vindt het lastig om een generiek antwoord te geven op deze vraagt: elk onderdeel is anders. Hans Cools vindt wel dat de keten meer met elkaar in gesprek moet: wie levert wat, breng het hele proces in kaart, waar is reinigen key? Accepteer je een bepaald risico? Of wil je alle risico’s al aan de voorkant tackelen? “Door af te spreken wat het totaalproces gaat zijn en wat ieder zijn aandeel hierin is, kom je tot een leveranciersketen waarin iedereen weet wat de bedoeling is. Zo’n aanpak leidt tot een kostenefficiënt hoogwaardig product. Voor de spannende onderdelen, zoals Grade 1 componenten, is deze samenwerking een must; voor de andere gaat het erom door samen te werken de kwaliteit te halen zonder geld op geld uit te geven.” Hij merkt echter dat partijen in de keten terughoudend zijn met het delen van informatie. Men houdt de kaarten tegen de borst, om maar niet de vuile was buiten te hoeven hangen. Dat moet wat hem betreft echt stoppen. “We moeten veel meer met elkaar delen zonder het geheim van de smid prijs te geven. We moeten opener durven te zijn willen we de kwaliteit omhoog en de kostprijs omlaag brengen.” Dit geldt wat hem betreft ook voor ASML zelf, dat nog steeds de GSA (de standaard waarin de cleanlinesseisen technisch beschreven worden) als confidentieel bestempelt. In principe mogen 1. Tier suppliers die verantwoordelijk zijn voor de eindkwaliteit deze niet delen met hun toeleveranciers. Ze lossen dit vaak op door hun eigen vertaalslag te maken. “Als je de GSA niet deelt, weet de supplier niet waaraan hij moet voldoen”, zegt Cools. ASML beseft inmiddels het belang van het delen van de GSA, zegt Steffijn de Koning. Als je het proces onder controle wilt krijgen, is dit belangrijk. De integratie van de cleanliness frameworks van ASML en die van Zeiss hebben dit proces vertraagd. “Wij zijn nog steeds van plan om de GSA publiek te maken. We willen er het liefst een industriestandaard van maken.”
First part yield data nodig
Als Steffijn de Koning over procescontrole spreekt, bedoelt hij dat je met Statistische Proces Controle (SPC) de stabiliteit van het proces aantoont, om dan te beslissen welke reinigingstappen wanneer nodig zijn. Om de toeleverbedrijven te ondersteunen met SPC heeft ASML een model ontwikkeld dat gevoed wordt met data van de leveranciers. Zo wil men het voor de ketenbedrijven zo simpel mogelijk houden. Steffijn de Koning merkt echter dat de kwaliteit van de data die de toeleveranciers aanleveren onvoldoende is. “Daar zit een knelpunt.” Een concreet voorbeeld betreft de data van een RGA-meting. In de praktijk geven 1. Tier suppliers deze data door zodra de meting voldoet aan de eisen. Steffijn de Koning: “Ik neem hen dat niet kwalijk, omdat we gewend zijn product georiënteerd te werken. Maar willen we naar procescontrole, dan hebben we echt first part yield data nodig. Procescontrole is een dans tussen ASML en de supplier.” Toeleveranciers delen data over rework en de herhaalde RGA metingen voordat het onderdeel voldoet, niet met hun klant met als gevolg dat de data-analyse een misleidend beeld schetst. Dit heeft invloed op zowel de kosten als de doorlooptijd. “Een RGA-meting kost tien uur. Drie keer een meting betekent zo maar 30 uur doorlooptijd.”
Als het ontwerp iets wordt aangepast, kunnen we de draadvormen in de plaat aanbrengen en hoeven we alleen maar te reinigen
Barry Noordman, Arbèl
Geef de specialisten meer ruimte
Bij Arbèl weet Barry Noordman als geen ander dat een schoon eindproduct een kwestie is van de juiste mindset én het juiste proces. Hij gelooft echter niet dat je 30% kosten kunt besparen zonder aan de kwaliteit te komen. “Wij gaan geen concessies doen aan de kwaliteit, dus moet het uit de marge komen. En die marge is bij ons echt geen 30%.” Hij ziet wel andere manieren om de kosten te drukken, bijvoorbeeld door andere technologie toe te passen. Arbèl heeft een oplossing gevonden om geforceerd in plaatmateriaal schroefdraad aan te brengen waardoor puntlasmoertjes niet langer nodig zijn. “Die moertjes worden gelast, dus moeten we de producten beitsen, passiveren en reinigen in de cleanroom. Als het ontwerp iets wordt aangepast, kunnen we de draadvormen in de plaat aanbrengen en hoeven we alleen maar te reinigen, de vervuiling die je er niet opbrengt, hoef je er niet vanaf te halen.” Voor een tweedelijns toeleverancier als Arbèl is het echter haast onmogelijk om tekeningen die eenmaal zijn vrijgegeven, gewijzigd te krijgen. Zelfs via zijn klant, een van de 1. Tier suppliers, is dat Barry Noordman nog niet gelukt. Hij vindt dat er veel meer gebruik moet worden gemaakt van de kennis die bij de tweedelijns specialisten zit.
En hoe zit het met Grade 1 onderdelen?
Hans Cools gaf al eerder aan dat voor Grade 1 eindkwaliteit samenwerking onmisbaar is. Particle defectivity is een moeilijker verhaal dan moleculaire verontreinigingen vermijden. “Het ligt aan veel zaken, van materiaalkeuze en het design tot bewerkingen en bijvoorbeeld oppervlaktebehandeling. Als bijvoorbeeld het tappen niet juist gebeurt, is het voor ons bijna onmogelijk om de eindkwaliteit te halen als het Grade 1 betreft”, zegt de Manager Operations bij cleanliness service provider Meilink. Bedrijven moeten mee evolueren met de eisen van de klant. Steffijn de Koning vindt echter dat de discussies soms te vaak over Grade 1 onderdelen gaat, terwijl juist vanuit totale kosten perspectief Grade 2 en 4 onderdelen interessant zijn, omdat daar de efficiency winst geldt voor een groter aantal onderdelen. Grade 1 wordt alleen relatief beperkt binnen EUV gebruikt en kent helemaal geen toepassing in DUV systemen, terwijl ook daar de discussie rond efficiency net zo belangrijk is. Wie de supply chain onder de knie heeft, kan het heel efficiënt aanpakken.”
Goed nadenken over de businesscase
Anders gezegd: Grade 4 reiniging is voor heel veel onderdelen al voldoende. Hier kan de keten efficiencywinst boeken. Als toeleverancier moet je goed nadenken over de businesscase als je wilt investeren in cleanrooms en reinigingsstraten. Deze businesscase verschilt van bedrijf tot bedrijf. Allereerst moet je goed naar de kosten per gereinigd onderdeel kijken: uitbesteden bij een Cleanliness Service Provider kan financieel aantrekkelijker zijn. Daar staat dan wel een langere doorlooptijd tegenover, die met een goede planning echter beperkt kan worden. Een tweede reden om de businesscase naast je ambities op langere termijn te plaatsen, is de expertise die nodig is. Hans Cools: “Een wasstraat kopen, is relatief gemakkelijk als je Grade 4 en 2 reiniging in huis wilt halen. Maar als je het er even bij doet, kun je zelfs een Grade 4 werkstuk cleanliness technisch kapot maken.” Dat beaamt ook Barry Noordman. Hij merkt dat sommige bedrijven te lichtzinnig denken over de cleanlinesseisen. “Ze denken Grade 2 te kunnen produceren zonder ooit de GSA te hebben gelezen. Maar dit is echt anders dan voor Food produceren.” Hij vindt dat op dit vlak inkopers ook nog wel eens een toeleverancier op het verkeerde been zetten door op te merken dat het niet zo heel erg lastig is. “Maar die weten dan echt niet waar ze over praten.”
Hij weet uit eigen ervaring dat je medewerkers alle processtappen moeten beheersen en controleren. De enige stap die Arbèl niet in de hand heeft, is de productie van het uitgangsmateriaal. “Daarom controleren onze medewerkers elke plaat voordat we produceren op eventuele beschadigingen en/of vlekken. Onze materiaalleverancier weet dat. Soms vinden ze ons lastig, maar ze leren er zelf ook van.” Af en toe stapt Barry Noordman het magazijn van de materiaalleverancier binnen om zelf het plaatwerk uit te zoeken. Cleanliness op het hoogste niveau is een kwestie van mindset en attitude.
Op 23 april organiseert Mikrocentrum het jaarlijkse Clean Event in NH Koningshof in Veldhoven. Meer informatie vind je hier.
