最終更新 2026-10-19

セミダマシンとは

Semi-Damascene

セミダマシンとは、ビアは溝や穴に金属を埋め込むダマシン方式で作り、その上の配線は金属膜をエッチングで削り出す、次世代の配線の作り方です。銅のデュアルダマシンは細くなるとバリアメタルの影響で抵抗が急に上がるため、ルテニウムなどの金属を削り出して使います。配線の間にエアギャップを残して容量も下げられます。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

セミダマシンとは、ビア(上下の配線をつなぐ穴)はこれまでどおり溝や穴に金属を埋め込むダマシン方式で作り、その上の配線は金属の膜を全面に付けてからエッチングで削り出す方式を組み合わせた、次世代の配線の作り方です。半分だけダマシンを使うことから、この名前がついています。imecなどが、配線の間隔(ピッチ)が20nmを切る世代に向けて提案しています。

現在の主流である銅のデュアルダマシンは、絶縁膜に溝を掘り、バリアメタルを薄く付けてから銅を埋め、CMPで余分を削ります。しかし配線が細くなると、抵抗の高いバリアメタルが断面の大部分を占め、細い線の中で電子が散乱しやすくなって、抵抗が急に上がります。銅は直接エッチングで加工するのが難しいため、溝に埋める以外の作り方がとれません。

セミダマシンでは、細くしても抵抗が上がりにくく、バリアメタルがなくても絶縁膜に拡散しにくいルテニウムやモリブデンなどの金属を使い、膜をエッチングで線の形に削ります。ビアと配線を一体で作れるため接続部の抵抗を減らせ、削り出した配線の間を完全に埋めずに空洞を残すエアギャップと組み合わせて、配線間の容量も下げられます。高アスペクト比の金属のエッチングや、線の形と寸法の精度の制御が課題です。

図解

デュアルダマシンとセミダマシンを、配線の作り方・金属・微細化での抵抗・配線間の絶縁で比較した表
セミダマシンではビアは従来どおり埋め込みで形成する。

よくある質問(FAQ)

セミダマシンとデュアルダマシンの違いは何ですか?
デュアルダマシンは、ビアと配線の両方の形の溝を絶縁膜に掘って、銅を一度に埋め込みます。セミダマシンは、ビアだけを埋め込みで作り、配線は全面に付けた金属膜をエッチングで削って作ります。削り出す方式なので、エッチングで加工できるルテニウムなどの金属を使います。
なぜ銅ではなくルテニウムを使うのですか?
銅は直接エッチングで細い線に加工するのが難しく、絶縁膜に拡散するのを防ぐバリアメタルも必要です。ルテニウムはエッチングで加工でき、バリアメタルなしでも拡散しにくく、細い線にしたときの抵抗の上がり方が銅より緩やかなため、極めて細い配線では有利になります。

設備の製造メーカー

関連する装置カテゴリ

同じトピックの用語

配線・メタライゼーション のトピックで関連する用語です。

同じトピックの企業

荏原製作所日本ASMインターナショナルオランダKokusai Electric(国際電気)日本

比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. imec「Semi-damascene metallization: inflection point in back-end-of-line processing?」(2026/10/19 確認)