ASML's Architects
Bab 9
The Silicon Repeater
#1: Resistensi Internal dan "Aliansi" dengan Elcoma (Awal 1970-an)
Meskipun Natlab memiliki sumber daya teknologi melimpah, Herman van Heek menghadapi kendala budaya. Para peneliti elektronik Natlab enggan membantu proyek "banal" seperti sistem kontrol mesin karena dianggap tidak akan melambungkan nama mereka sebagai ilmuwan.
Solusi datang dari Elcoma (divisi semikonduktor Philips) di Nijmegen. Grup mekanisasi elektronik Elcoma, yang sedang kehilangan dominasi akibat pergeseran kekuasaan ke insinyur proses, melihat proyek ini sebagai peluang untuk kembali ke panggung utama. Mereka sepakat membangun sistem kontrol elektronik (rak setinggi enam kaki) dan menangani perawatannya, dengan imbalan mendapatkan beberapa unit Silicon Repeater.
#2: Laporan Status dan Misi Melawan E-beam (22 September 1971)
Van Heek mengirimkan laporan triwulanan yang ringkas kepada Piet Kramer dan manajemen Natlab pada 22 September 1971. Laporan tersebut menegaskan kemitraan setara antara Natlab (optik, mekanik, koordinasi) dan Elcoma (elektronik, pemrosesan informasi) untuk membangun dua unit Silicon Repeater identik.
Van Heek dan Gijs Bouwhuis berpacu melawan waktu untuk mengalahkan teknologi electron beam (E-beam) yang sedang naik daun. Meskipun mereka memperkirakan hanya segelintir perusahaan lain yang mengejar jalur optik step-and-repeat yang sama, mereka yakin jika berhasil, mereka akan memimpin industri.
#3: Rekayasa Pragmatis dan Solusi "Brute-Force" (Tahap Konstruksi)
Van Heek mengambil keputusan pragmatis untuk menggunakan basis yang sama dengan Opthycograph (mesin pembuat masker karya Klostermann) untuk mempercepat perakitan, meskipun solusi ini tidak elegan karena beban berat pada satu sumbu menyebabkan getaran setelah setiap langkah.
Ketika lonjakan listrik dari eksperimen peneliti lain mengganggu elektronik mesin, Van Heek memilih solusi kasar namun efektif (brute-force). Alih-alih menyelidiki sumber gangguan, ia membeli motor 10-kilowatt, menghubungkannya ke jaringan listrik, lalu memasang generator 10-kilowatt di belakangnya. "Pembangkit listrik" raksasa yang berisik ini diletakkan di luar cleanroom, memberikan suplai daya stabil yang dibutuhkan.
#4: Tantangan Optik dan Kemitraan CERCO (Tahap Pengembangan Lensa)
Kualitas optik adalah penentu keberhasilan proyek. Karena penggiling lensa internal Natlab tidak mampu memenuhi spesifikasi litografi, Van Heek kembali menghubungi CERCO di Paris atas saran Klostermann.
Tantangannya sangat berat: lensa harus meminimalkan dispersi untuk menghasilkan gambar tajam detail mikron menggunakan pita gelombang sempit dari lampu merkuri (garis violet-h 405 nm). CEO CERCO, Edgar Hugues, yang digambarkan sebagai "ilmuwan gila" yang ramah, menyanggupi tantangan tersebut. Hubungan antara insinyur Natlab (termasuk Bouwhuis dan Joseph Braat) dengan Hugues sangat erat, sering kali diselingi makan siang mewah dan diskusi teknis dalam bahasa Prancis.
#5: Pesta "Rahasia" dan Spesifikasi SiRe 1 (21 Desember 1973)
Pada akhir 1973, Silicon Repeater 1 (SiRe 1) siap. Van Heek mengadakan perayaan "rahasia" pada Jumat sore sebelum Natal, mengundang istri-istri para insinyur (termasuk istri Frits Klostermann dan Ad Bouwer) untuk melihat hasil kerja keras suami mereka, dengan peti anggur Jerman murah disembunyikan di bawah mesin.
Spesifikasi SiRe 1 saat itu adalah yang terbaik di dunia untuk prototipe:
- Mereduksi pola masker 2 inci ke wafer 3 atau 4 inci.
- Detail terkecil: 2 mikron.
- Ukuran chip maksimal: 7x7 mm (tajam maksimal) atau 10x10 mm (kurang tajam).
- Toleransi posisi wafer: 0,1 mikron.
- Waktu eksposur: 0,5 detik per langkah.
- Total waktu proses: 3 menit untuk satu wafer penuh.
#6: Presentasi Natlab dan Logo Masa Depan (Musim Panas 1973)
Dalam presentasi teknis di Natlab, Piet Kramer mendemonstrasikan teknologi Video Long-Play (VLP) selama 40 menit, sementara Van Heek mendapat 20 menit untuk SiRe 1. Foto dokumentasi menunjukkan monitor yang menampilkan pola kisi (gratings) yang digunakan untuk memposisikan wafer. Pola kisi inilah yang kelak menjadi inspirasi logo ASML.
Van Heek juga mengungkapkan sensitivitas ekstrem mesin tersebut; keberadaan seseorang di samping mesin selama 15 menit cukup untuk menyebabkan deformasi termal terukur. Ia bahkan berkonsultasi dengan KNMI (badan meteorologi Belanda) tentang perubahan tekanan udara akibat badai, yang memengaruhi pengukuran interferometri laser, sehingga tekanan udara perlu dipantau setidaknya setiap jam.
#7: Kendala Adopsi dan Kepergian Van Heek (Pertengahan 1970-an)
Meskipun secara teknis superior, SiRe 1 sulit diadopsi oleh pabrik Elcoma di Nijmegen karena terlalu kompleks dibandingkan dengan contact printing yang biasa mereka gunakan. Elcoma juga menyatakan tidak berniat mengembangkan mesin stepper sendiri di masa depan, lebih memilih membeli dari pasar terbuka.
Menyadari bahwa hasratnya adalah membangun mesin praktis dan bukan sekadar publikasi ilmiah ala Natlab, Van Heek akhirnya meninggalkan Natlab. Ia pindah ke departemen optik pabrik tabung sinar katoda Philips, sebelum nantinya kembali bekerja pada wafer steppers di divisi Philips Science & Industry (S&I) setelah teknologi tersebut dipindahkan ke sana.
