‘Als ik één ding heb geleerd, is het dat je met geld moet smijten’

Voor iemand die aanvankelijk voor de wetenschap koos, is de nalatenschap in de semicon- en pv-industrie indrukwekkend. Met zevenmijlslaarzen door de carrière van voormalig ASM International-cto Ernst Granneman, bij wie het machinebouwen in het bloed zit.

Paul van Gerven
26 april

In het derde studiejaar technische natuurkunde aan de TU Delft vielen Ernst Granneman de schellen van de ogen. Na twee jaar braaf de voorgekookte practicumproeven te hebben uitgevoerd, werd hij nu geacht zelf na te denken over de metingen die hij moest doen. En hoe hij die metingen het beste kon uitvoeren. ‘Het was een openbaring om niet met standaard apparatuur te werken. Dat je zelf iets kunt bouwen of, als je denkt dat het beter kan, iets kunt vérbouwen’, zegt Granneman.

Deze houding werd hem niet altijd in dank afgenomen. Toen hij het een paar jaar later als Amolf-promovendus aan de stok kreeg met een haperende CO2-laser van het Amsterdams Medisch Centrum, maakte hij de lichtbron prompt open om te kijken of hij de oorzaak kon vinden. ‘De eigenaar betrapte me en was in alle staten. Zoiets doe je toch niet; daarvoor bel je de technische dienst! Nou, daar had ik dus geen last van’, grinnikt Granneman. Om er indringend aan toe te voegen: ‘Je moet nooit ontzag hebben voor wat er staat.’

Ernst Granneman over zijn ASM-tijd: ‘Vanuit Nederland heb ik wel eens bijgesprongen om een probleem op te lossen, maar zelf uitvliegen vond ik te gek.’

In zijn leven heeft Granneman nog veel machines onder handen genomen. Eerst als groepsleider plasmafysica bij Amolf, daarna in verschillende technische rollen bij chipmachinebouwer ASM International, om tot slot nog een avontuur met een eigen bedrijf aan te gaan, pv-machinebouwer Levitech. Nu houdt Granneman het voor gezien. Hij helpt Levitech nog met een octrooikwestie, maar officieel is hij met pensioen.

Helemaal gestoord

De overstap van Amolf naar ASM, van wetenschap naar bedrijfsleven, was geen geplande manoeuvre, vertelt Granneman. ‘Ik had het prima naar mijn zin bij Amolf. De combinatie van diepgaand wetenschappelijk werk met constructie van de meetapparatuur stimuleerde mij enorm. Het is dat minister Deetman begin jaren tachtig fors ging korten op het salaris van academici, anders weet ik niet of ik in de industrie was gaan werken.’

Sentech Precisiebeurs

‘Niet dat het me om de centen gaat. Ik heb in mijn leven nog nooit over mijn salaris onderhandeld. Ik dacht altijd: dat zit wel goed. Maar destijds bij Amolf had ik kleine kinderen en die achteruitgang in loon voelde ik wel.’ Via een Amolf-bestuurder met een commissariaat bij ASM kwam Granneman bij de machinebouwer terecht. In 1984 ging hij leiding geven aan de r&d-afdeling van ASM Europe in Bilthoven, waar halfgeleiderovens en plasmadepositietools werden ontwikkeld.

Granneman kwam in een heksenketel terecht. Omdat een boom in de halfgeleiderindustrie samenviel met een peperdure dollar stonden klanten in de rij. In Nederland en Duitsland was bovendien het Megachip-project van start gegaan, de ambitieuze gezamenlijke poging van Philips en Siemens om binnen enkele jaren een achterstand in ic-technologie goed te maken. Aan het einde van het decennium moesten gloednieuwe fabs in Nijmegen en Regenburg ’s werelds meest geavanceerde chips uitspugen. ASM, dat in die tijd samen met Philips ASM Lithography (ASML) begon, zat op de eerste rij om daar hofleverancier te worden.

‘We kregen veel meer orders binnen dan we aankonden. Klanten werden gebeld dat ze maar ergens anders moesten bestellen, maar die weigerden: wij waren veel goedkoper. Dus veel machines werden zo ongeveer ongetest verscheept. Als ze het dan niet deden en het een beetje ingewikkeld werd, dan moesten de mensen komen opdraven die er echt verstand van hadden. De r&d’ers dus. Mijn halve team stond ergens in het veld te improviseren. Helemaal gestoord werden ze ervan. Ik ook trouwens.’

De chaos schokte Granneman, die nooit anders dan het gemoedelijke en vrije academische leven had gekend. ‘Je hebt als wetenschapper het idee dat bij een bedrijf alles goed is geregeld, maar op de eerste dag werd me meteen duidelijk dat dat een illusie is. Toen ik binnenkwam, was er niet eens een kantoor of zelfs maar een stoel voor me geregeld.’

Granneman beschouwde het als zijn eerste opdracht orde op zaken te stellen. Commerciële belangen of niet, zijn onderzoekers moesten onderzoek doen. Zelf weigerde hij om ook maar één keer naar een klant te vliegen. ‘Vanuit Nederland heb ik wel eens bijgesprongen om een probleem op te lossen, maar zelf uitvliegen vond ik te gek. Dat is het paard achter de wagen spannen.’

Bloedcompetitief

Toen in 1986 de storm een beetje was gaan liggen, stak Granneman zijn energie in het ASM Microelectronic Technology Centre. Het was de bedoeling dat het AMTC basistechnologie ontwikkelde – een proces, een component of een apparaat – en dat de verschillende divisies die voor eigen gebruik doorontwikkelden tot industriële producten. ASM International telde in die tijd drie divisies voor frontendapparatuur: naast ASM Europe in Bilthoven waren er ASM America in Phoenix en ASM Japan in Tokio. Daarnaast waren er de backendtakken ASM Pacific Technology in Hong Kong en ASM Fico (het latere Besi) in Drunen.

Granneman beschouwt de opzet van het AMTC als een van de grootste fouten in zijn carrière. Hij wilde de research stroomlijnen en efficiënter maken, maar als hij de cultuur en structuur van het bedrijf beter had gekend, had hij het anders aangepakt.

‘De divisies opereerden vrijwel onafhankelijk van elkaar, met eigen r&d. Je kunt het je tegenwoordig niet meer voorstellen, maar ASM Europe en ASM America leverden bijvoorbeeld allebei eigen ovens die wel op elkaar leken, maar niet hetzelfde waren. ASM Europe had daarom bijvoorbeeld eigen sales en support in de Verenigde Staten. En de divisies concurreerden keihard met elkaar. Ze wilden niets liever dan het beter doen dan de andere twee.’

‘In zo’n situatie kun je in Europa wel iets moois bedenken, maar daar zitten ze in Amerika en Japan echt niet op te wachten. Daar gaan ze gewoon hun eigen gang.’ Een ander groot Nederlands hightechbedrijf had in die tijd ook last van deze kwaal. Philips’ divisies financierden de centrale research in het Philips Natuurkundig Laboratorium (Natlab), maar stonden lang niet altijd te springen om de resultaten in de praktijk te brengen.

In 1999 was Granneman uitgekeken op het cto-schap. ‘Ik vond het technische heel leuk, maar dat standaardiseren had ik op een gegeven moment wel gezien.’

Niettemin heeft het AMTC net als het Natlab zijn moederbedrijf klinkende successen bezorgd. ASM was laat op de markt met verticale depositieovens, maar zag kans om met geclusterde systemen alsnog aan te haken. Chipfabrikanten maakten zich in die tijd zorgen over de kwaliteit van het gatediëlektricum, het isolerende laagje siliciumoxide tussen gate-elektrode en transistorkanaal. ‘Omdat het gateoxide steeds dunner werd, werd het ook kwetsbaarder. Blootstelling aan lucht zou de films kunnen aantasten. Wij gingen met automatiseringsproducten ovens aan elkaar knopen, zodat de wafers in vacuüm van oven naar oven konden worden getransporteerd. Dat gaf fantastische films.’

‘Helaas kwamen klanten erachter dat als ze het slim en snel deden blootstelling aan de buitenlucht niet problematisch was. De film was dan goed genoeg. Onze duurdere tools waren daarom niet nodig.’ De dram-industrie bracht echter redding. Een delicaat proces om het condensatoroppervlak van de geheugenschakelaars te vergroten, bleek namelijk wél uitermate gevoelig voor vervuiling. Japanse en later Koreaanse dram-fabrikanten omarmden ASM’s ovenclusters daarom maar wat graag. ‘Dit was echt een hit’, zegt Granneman.

Bij de knieën afzagen

Na de chiphausse volgde eind jaren tachtig en begin jaren negentig een diepe recessie. In deze onzekere periode klom Granneman een sport hoger op de ladder. Hij voegde zich in 1992 als cto bij het managementteam van ASM International, waar ook oprichter en industrielegende Arthur del Prado en een door de bank naar voren geschoven sterke man Ray Friant deel van uitmaakten. Friant had een rondje langs de velden gemaakt om een geschikte technische topman te vinden en tot Grannemans verbazing bleek ASM Japan hem naar voren te schuiven. ASM America had ook geen problemen met de Nederlander. ‘Omdat ik wist waar ik het over had, denk ik’, speculeert Granneman.

Friant greep de recessie aan om de bedrijfsstructuur grondig te verbouwen. Elke divisie kreeg de exclusieve verantwoordelijkheid over een of twee producten, maar alle divisies verkochten en ondersteunden álle producten. En het werd totaal verboden om elkaars producten aan te passen.

Tegen de achtergrond van deze grondige verbouwing was het Grannemans volgende grote klus om recht te zetten waar hij met het AMTC op vast was gelopen: de doorgeslagen zelfstandigheid van de divisies. Hij moest de eigenwijze technische neuzen dezelfde kant op zetten.

Granneman koos voor een hands-on aanpak. ‘Elf maanden per jaar zat ik een week in de VS, een week in Japan en twee weken in Europa. Die tijd gebruikte ik om met alles en iedereen afspraken te maken, ook met individuele engineers. Als je dat een tijdje doet, krijg je heel goed zicht in de technologie en wat er allemaal in de organisatie speelt. Daardoor kon ik ook gaan bijdragen. In het begin werd ik als een pottenkijker gezien, later werd mijn inbreng steeds meer op prijs gesteld.’

Daarnaast zette Granneman elke drie maanden ASM’s senior technici bij elkaar in een kamer. ‘Het doel was om ze op één lijn te brengen. Als iets van boven wordt gedicteerd, gebeurde het niet, dus ik wilde dat ze zich op zijn minst gehoord en gewaardeerd voelden. Technici zijn nu eenmaal vaak een beetje verliefd op hun eigen oplossingen. Dus de eerste dag kreeg iedereen de kans om te vertellen wat ze hadden bedacht en wat daar goed aan was, de tweede dag legden we alle opties naast elkaar en de derde dag probeerden we een verstandige beslissing te nemen waar iedereen achter kon staan.’

Twee keer per jaar zocht Granneman met zijn mensen iets tot de bodem uit. ‘Dat ging meestal om iets waar mijn mensen mee aan kwamen zetten wat ik intuïtief niet helemaal vertrouwde. Of waarvan ik dacht dat het beter kon. Dan liet ik ze echt alle hoeken van de kamer zien. Waarschijnlijk had ik het wat tactvoller kunnen aanpakken, maar als je dat één keer doet, belazeren ze je nooit meer’, lacht Granneman. ‘Al kan ik best tegen mijn verlies. Als ik geen gelijk had: ook goed. Dan ben ik een betere gesprekspartner geworden.’

Toch bleken oude gewoontes soms moeilijk af te leren. ‘Dan hadden we onder technici iets besloten, maar had een of andere manager daar om wat voor reden dan ook moeite mee. En dan belde die mijn baas. Voor Del Prado was alles vloeibaar, dus het kwam wel voor dat hij mij overrulede. Friant deed dat nooit. Die stapte ooit eens op het vliegtuig om een manager bij ASM America te corrigeren die mij dwars zat.’

Zeuren

Eind jaren negentig werd duidelijk dat het eerder genoemde gatediëlektricum op zijn laatste benen liep. Het laagje siliciumoxide moest steeds dunner om de elektrische capaciteit van de gate te vergroten, maar ging daardoor ook steeds meer stroom ‘lekken’. Er was een ander materiaal nodig, met een hogere diëlektrische constante om de gaten te dichten.

Deze zogeheten hoge-k-materialen kwamen toevallig op het pad van Granneman. ‘Intel werkte daar met een Fins bedrijf aan, Microchemistry. Dat wilde komen praten over zijn proces, alcvd. Ik dacht dat ze het over chemical vapor deposition van aluminium hadden. Daar hadden wij op het AMTC ook een proces voor ontwikkeld dat geweldig werkte, totdat de wafer afkoelde. Dan trok de aluminium laag pinholes. Dus ik wilde weleens horen hoe zij dat hadden opgelost.’

‘Maar het bleek dus over atomic layer chemical vapor deposition van hoge-k-materialen te gaan, wat we nu atoomlaagdepositie noemen. Ik zag er wel wat in. Op dat moment waren de structuren nog te groot voor het relatief trage ald-proces, maar met de wet van Moore in de hand kon je uitrekenen wanneer de films een voor ald acceptabele dikte kregen. Ik kwam uit op een jaar of vijf.’

‘Microchemistry stond te koop. Het was in handen van een energiemaatschappij die ook niet zo goed wist wat ze ermee aan moest. En Intel was wel geïnteresseerd in de technologie, maar wilde niet met zo’n klein bedrijf in zee. Met ASM had Intel al een relatie. Dus ik heb tegen Del Prado gezegd dat hij die club moest overnemen. Nou, die vond het maar niks. En de week erna nog steeds niet. Maar bij de derde keer zei hij: oké, we gaan naar Finland. Dat vond ik mooi aan hem. Als je bleef zeuren, wist hij dat je het meende.’

ASM nam Microchemistry over, maar het duurde veel langer dan Granneman dacht voordat ald in de chipproductie werd geïntroduceerd. ‘Dat gebeurde pas in 2009, eerst bij Intel en niet lang daarna bij andere halfgeleiderfabrikanten. Dat lag niet aan Intel; dat werkte er keihard aan en had het veel eerder ingevoerd als het had gekund. Het was een zaak van levensbelang voor hen! Ald bleek gewoon gecompliceerder dan we hadden voorzien.’

Het was het lange wachten waard. Atoomlaagdepositie is nu een van ASM’s grote succesnummers. Applied Materials, dat altijd boven het kleine ASM uittorent, geloofde in eerste instantie niet in ald en heeft nu het nakijken in de nog altijd groeiende business.

Filosoferen

In 1999 was Granneman uitgekeken op het cto-schap. ‘Ik vond het technische heel leuk, maar dat standaardiseren had ik op een gegeven moment wel gezien.’ Hij probeerde een poosje orde op zaken te stellen bij Microchemistry, om tot de conclusie te komen dat de productie beter kon worden overgeheveld. ‘Ze hadden daar geen andere industrie op dat gebied. We hebben de r&d in Finland gelaten en de productie naar de VS verplaatst.’

Daarna werd Granneman productmanager van de Levitor, een machine om op luchtkussens zwevende wafers razendsnel een hittebehandeling (anneal) te geven. Hij had de tool zelf bedacht tijdens een van zijn technologiesessies. ‘We hadden zoiets nog niet in het assortiment, dus ik had er een ontwerpwedstrijd van gemaakt. Ik was voorzitter en uiteindelijk ook winnaar, maar daar kon ik ook niet zo veel aan doen.’

‘Het principe van de Levitor werkte fantastisch, maar maak er maar eens een betrouwbaar apparaat van. Als ik één ding heb geleerd, is het dat je met geld moet smijten om snel de ontwikkelcycli te doorlopen. Dat geld moet je wel hebben natuurlijk. ASM had het destijds niet en daarom waren anderen ons voor in de markt.’

Bij ASM-spinout Levitech ontwierp Granneman zijn laatste machine.

De Levitor werd uiteindelijk een van ASM’s kleinere productlijnen, die zichzelf weliswaar min of meer kon bedruipen, maar ook niet veel opbracht. Chuck del Prado, zoon van en inmiddels ceo, besloot de Levitor in 2008 af te stoten toen het bedrijf onder grote druk stond van activistische hedgefondsen. Granneman: ‘Ik had het eigenlijk al rustig aan willen doen, maar besloot samen met Jaap Beijersbergen en Albert Hasper om de boel over te nemen. De voorwaarden waren gunstig, we kregen de inventaris en een paar miljoen euro cash mee als we het personeel en alle verplichtingen overnamen.’

Bij Levitech, zoals het drietal de spinout noemde, ontwierp Granneman zijn laatste machine. Er deed zich namelijk een kans voor in de pv-industrie, waar onderzoek had uitgewezen dat een passiverende laag aluminiumoxide van hoge kwaliteit het rendement van silicium zonnecellen verhoogt. Het bood Granneman de gelegenheid om twee oude liefdes te combineren: ald met het zwevende-waferprincipe in de Levitor. Door wafers op gaskussens langs repeterende zones met reactieve gassen te leiden, wordt atoomlaag voor atoomlaag een film van aluminiumoxide aangebracht.

Granneman praat over de Levitrack met een enthousiasme alsof het zijn eerste machine was. ‘Het is een mooi ding geworden. Ik kon hem op papier helemaal doorrekenen. En dan werkte hij nog ook, vanaf dag één! De film was direct goed. Er waren natuurlijk andere issues, zoals depositie van materiaal op plaatsen waar je dat niet wilt, maar het basisontwerp stond als een huis.’

Met zijn trackrecord zal Granneman ook tijdens zijn pensioen voldoende gelegenheid hebben om aan zijn trekken te komen. ‘Ik word her en der gevraagd of ik nog wat met ze wil filosoferen. Doe ik graag, ik hoef er niets voor. Misschien leer ik er nog wat van.’