最終更新 2026-10-19

ルテニウム配線とは

Ruthenium Interconnect
目次8項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. 紛らわしい言葉の切り分け
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連する製品
  6. 関連用語
  7. 比較・違いを学ぶ
  8. 出典・参考資料

定義・解説

ルテニウム配線(Ruthenium Interconnect)とは、半導体チップの細線配線材料として、従来の銅(Cu)に代わりルテニウム(Ru)を用いる技術です。ルテニウムは白金族に属する希少金属で、配線幅がナノメートルスケールまで狭くなった場合に銅より低い実効抵抗率を示す点が最大の特長です。Intel・Applied Materials・imecが積極的に研究・実装を推進しています。

銅配線は配線幅が10nm以下になると、表面散乱とグレインバウンダリー散乱の影響で抵抗率が急激に増加します。さらに銅はシリコンや酸化膜中への拡散防止のためTaN/Taバリアメタルが必要で、このバリア層が実効的な配線断面積をさらに圧迫します。一方、ルテニウムは自己パッシベーション効果によりバリアメタルなし(またはバリア極薄化)での利用が可能で、細線での実効抵抗を大幅に低減できます。

IntelはM0(ゲートコンタクト層)にルテニウム、M1以上に銅を組み合わせたハイブリッド配線を採用していると報告されています。Applied MaterialsはRuのALD(原子層堆積)成膜とCMP(化学機械研磨)技術の開発を主導し、「Endura Volta CVD Ru」などの装置を市場に投入しています。TSMCもN2以降のローカル配線層でRu適用を検討中です。

製造プロセスの観点では、RuのALD(ルテニウム前駆体+酸化剤による低温成膜)が有効ですが、カーボン混入・膜密度・CMP後の表面品質など克服すべき課題があります。Ruは希少金属であり調達コストと価格変動がリスクとなるため、使用量の最小化(バリアレス極薄膜)や再利用技術の開発も重要なテーマです。

ルテニウム配線は先端ロジックチップのローカル配線(M0〜M2レベル)での採用が先行しており、将来的には高密度DRAMのストレージノードコンタクトや3D NAND構造への応用も議論されています。Ru配線の普及は、ALDプロセスガス・ルテニウム前駆体材料・CMP用スラリーなどの新規材料需要を生み出しており、材料サプライヤー(JSR・Merck・Umicore等)にとって重要な成長分野となっています。

図解

ルテニウム配線が注目される理由(細線抵抗・バリア・エッチング加工)
ライナー膜としてはすでに銅配線の中で使われている。

紛らわしい言葉の切り分け

銅配線とコバルト・ルテニウム配線。銅はもともとの抵抗が最も低い金属ですが、配線が細くなると表面や粒界での散乱で抵抗が急に上がり、バリア膜も断面積を削ります。コバルトやルテニウムは細い配線でも抵抗の上がり方が緩く、バリアを薄くできるため、最も細いローカル配線で使われ始めています。 比較記事 →

関連するデータ・ツール

計算・換算ツール配線RC遅延計算ツール(Cu・Co・Ru・Mo比較)

この用語を扱う職種

前工程(ウェハプロセス)配線工程(メタライゼーション)エンジニア

設備の製造メーカー

この用語に関連する製品

型番は各社の公式製品ページで確認したものです。出典のリンクは各製品ページに載せています。

Endura™ CuBS Volta™ Ruthenium CVDApplied Materials・CVD装置

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. Applied Materials「Endura™ CuBS Volta™ Ruthenium CVD 製品ページ」(2026/10/07 確認)