配線（BEOL）とは　1997年から銅の配線、間隔20nm未満で次の材料へ

BEOLは「Back End Of Line」の略で、日本語では配線工程と呼びます。半導体の前工程のうち、トランジスタを作るまでがFEOL、その上に配線を作るのがBEOLです。チップの後工程（パッケージ）とは別の言葉です。

溝を掘って、銅を埋めて、磨く

トランジスタは、それだけでは回路になりません。膨大な数のトランジスタを、上に重ねた金属の線でつないで、初めて回路として働きます。関東電化工業は、先端の半導体では、幅が最小で数nmの回路が数十層重なると説明しています。

今の主な作り方は「ダマシン」です。絶縁の膜に溝と穴を掘り、そこに銅を埋めて、はみ出した部分を磨いて平らにします。溝（横の線）と穴（上下の層のつなぎ）に一度に銅を埋めるのがデュアルダマシンで、imecによると1997年から論理とメモリーのチップに使われています。磨く工程はCMPと呼び、研磨の液（スラリー）を使います。

細くなると銅が苦しくなる

銅の線は、バリア、ライナー、キャップと呼ぶ薄い膜で包む必要があります。imecは、この膜が線の幅の大きな割合を取ってしまうと説明しています。線が細くなるほど、電気を運ぶ銅の部分が減り、抵抗が上がります。

imecが示した配線の見通し（2024年10月の解説）

項目	内容
銅のデュアルダマシンの導入	1997年
行き詰まる配線の間隔	20nm未満
銅の線の縦横比（典型）	約1.6
新方式の第1世代の対象	A10かA7の世代（最も細い層の間隔18nm）

imecは、金属の膜を先に付けてからエッチングで線を形づくる「セミダマシン」を提案しています。材料には、エッチングで形づくれるルテニウムなどを使います。imecが最適とする構成は、密着のための厚さ1nmの窒化チタンの上にルテニウムを付けるものです。

配線の混み合いを減らす別の手もあります。TSMCのA16は、電源の配線をウエハーの裏に回し、表の配線を信号のやりとりに充てます。

材料の会社

配線の金属の膜は、スパッタリングという方法で、高純度の金属の板（ターゲット）から付けます。JX金属は、この半導体用ターゲットを含む薄膜材料で、2026年4〜9月期の売上高が935億円、営業利益が335億円でした。半導体用ターゲットの生産能力は、2027年度から順に1.3倍にします。CMPスラリーなどを含むレゾナックの前工程材料は、2026年1〜9月の売上収益が705億円でした。

関連する用語

• FEOL：トランジスタを作る、前工程の前半。
• コバルト・ルテニウム配線：細い線で銅に代わる候補の金属。
• 裏面電源供給：電源の配線をウエハーの裏に回す技術。