JP2009027084A - メタルパターン生成方法および生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミーメタルを含むメタルパターンの生成に要する時間を短縮することのできるメタルパターン生成方法および生成装置を提供する。
【解決手段】メタルパターン生成方法は、セル配置データを読み込み、配線可能領域を設定するステップと、その配線可能領域全面に、所定寸法の矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置するステップと、上述の配線可能領域の配線グリッド上に信号配線用および電源配線用の配線パターンを配置するステップと、生成された矩形パターンと配線パターンとを合成してメタルパターンを生成するステップと、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、メタルパターン生成方法および生成装置に関する。

近年、半導体集積回路の微細化、高密度化の進展に伴い、半導体集積回路の製造工程では、多層配線の各層を平坦にするために、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）処理が行われる。

このＣＭＰ工程では、配線のメタル材料の分布がチップ全体に亘ってほぼ均一である方が望ましい。これは、メタル材料の分布が不均一であると、メタル層と絶縁層の材質の違いにより、配線層の断面方向の高低差が著しくなるためである。

そこで、配線のメタル材料の分布を均一にするため、信号伝達に無関係なメタル（ダミーメタル）をメタル配線層に挿入することが行われる。そのために、半導体集積回路のレイアウト設計工程で、ダミーメタルのパターン生成が行われる。

従来、このようなダレイアウト設計工程におけるダミーメタルパターンの生成は、本来の信号伝達用の配線パターンのレイアウト終了後、その配線のない領域にダミーメタルパターンを追加することで行われている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、上述の方法では、ダミーメタルパターンの追加が必要な領域を、レイアウト終了後の配線パターンから抽出しなければならない。また、その抽出した領域の大きさに応じて、ダミーメタルの配置数を決定しなければならない。そのために、メタルパターンを生成する設計工程に多大な時間を要する、という問題があった。
特開２０００−３３８６４６号公報 （第４−５ページ、図５）

そこで、本発明の目的は、ダミーメタルを含むメタルパターンの生成に要する時間を短縮することのできるメタルパターン生成方法および生成装置を提供することにある。

本発明の一態様によれば、セル配置結果にもとづいて配線可能領域を設定するステップと、前記配線可能領域全面に、所定寸法の矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置するステップと、前記配線可能領域の前記配線グリッド上に信号配線用および電源配線用の配線パターンを配置するステップと、前記矩形パターンと前記配線パターンとを合成してメタルパターンを生成するステップと、を有することを特徴とするメタルパターン生成方法が提供される。

また、本発明の一態様によれば、セル配置結果にもとづいて配線可能領域を設定する手段と、所定寸法の矩形パターンを生成する矩形パターン生成手段と、前記配線可能領域の全面に、前記矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置する手段と、前記配線可能領域の前記配線グリッド上に信号配線用および電源配線用の配線パターンを配置する手段と、前記矩形パターンと前記配線パターンとを合成してメタルパターンを生成する手段と、を有することを特徴とするメタルパターン生成装置が提供される。

本発明によれば、ダミーメタルを含むメタルパターンの生成に要する時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例に係るメタルパターン生成装置の構成の例を示すブロック図である。ここで、このメタルパターン生成装置が処理の対象とする半導体集積回路は、ライブラリに登録されたセルを用いて設計され、そのレイアウト設計は、セルを配置した後に、その入出力端子間を接続する配線が行われるものとする。このとき、セルの入出力端子は、予め設定された配線グリッド上にあり、セルの入出力端子間を接続する配線パターンは、この配線グリッド上に配置されるものとする。また、セルには、論理ゲートなどのプリミティブセルと、メモリや多ビット乗算器などのメガセルおよび外部インターフェイス用のＩＯセルがある。一般にメガセル内では高密度の配線が行われているので、ここでは後述の配線可能領域から除外して処理する。また、ＩＯセルも配線可能領域から除外する。

図１に示すメタルパターン生成装置１は、レイアウト設計のセル配置工程の結果を格納したセル配置データ１０００にもとづいて配線可能領域を設定する配線可能領域設定部１１と、入力されたダミーメタル最小配線間隔情報３０００に応じて、所定寸法の矩形パターンを生成する矩形パターン生成部１２と、上述の記配線可能領域の全面に、上述の矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置する矩形パターン配置部１３と、上述の配線可能領域の配線グリッド上に、信号接続データ４０００にもとづいて生成する信号配線用配線パターン、および電源配線情報５０００にもとづいて生成する電源配線用配線パターンを配置する配線パターン配置部１４と、矩形パターン配置部１３により生成された矩形パターン配置データ２０と配線パターン配置部１４により生成された配線パターン配置データ３０とを合成してメタルパターンを生成し、メタルパターンデータ４０として出力するメタルパターン生成部１５と、を有する。

次に、本実施例のメタルパターン生成装置１を使用してダミーメタルを含むメタルパターンを生成する方法について、図２〜図６を用いて説明する。

図２は、本実施例のメタルパターン生成装置１を使用してダミーメタルを含むメタルパターンを生成する手順を示すフロー図である。

メタルパターンの生成を開始するときは、まず、配線可能領域設定部１１がセル配置データ１０００を読み込み（ステップＳ０１）、レイアウト用セルライブラリ２０００を参照して、メガセルおよびＩＯセルが配置されている領域を除く領域を配線可能領域と設定する（ステップＳ０２）。

図３に、この配線可能領域設定部１１で設定された配線可能領域のイメージを示す。

図３に示す例では、半導体集積回路１００のチップレイアウト領域内で、メガセル配置領域１０１、１０２およびＩＯセル配置領域１０３を除く領域が、配線可能領域１１０と設定される。

この配線可能領域１１０が、矩形パターンおよび配線パターンを配置する領域となる。そこで、次に、矩形パターンおよび配線パターンの配置について説明する。

図２のフローに戻って、矩形パターン生成部１２が、ダミーメタル最小配線間隔情報３０００にもとづいて矩形パターンの寸法を決定し、その寸法の矩形パターンを生成する（ステップＳ０３）。

ここで、ダミーメタル最小配線間隔は、ＣＭＰ処理を行ったときに配線層の高低差を許容範囲内に抑えるために最低限必要な配線間隔を示す。

矩形パターン生成部１２は、配線グリッドの水平、垂直方向の間隔がそれぞれｇ１、ｇ２であり、ダミーメタル最小配線間隔情報３０００に記載のダミーメタル最小配線間隔がｄであるとき、この矩形パターンの矩形パターンの水平方向の辺の長さａ、垂直方向の辺の長さｂを、
ａ＝ｇ１−ｄ
ｂ＝ｇ２−ｄ
として求める。

続いて、矩形パターン配置部１３が、配線可能領域１１０の全面に、矩形パターン生成部１２により生成された矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置する（ステップＳ０４）。

図４に、この矩形パターン配置部１３で配置された矩形パターン配置のイメージを示す。

図４に示すように、配線可能領域１１０の配線グリッド１２０の格子点に、矩形パターン１３０が、マトリックス状に配置される。

この配置結果は、矩形パターン配置データ２０として保存される。

図２のフローに戻って、次に、配線パターン配置部１４が、配線パターンの配置を行う（ステップＳ０５）。

図５に、この配線パターン配置部１４で配置された配線パターン配置のイメージを示す。

このとき、配線パターン配置部１４は、信号接続データ４０００にもとづいて、配置されたセルの入出力端子間の接続に関し、配線可能領域１１０の配線グリッド１２０上での配線経路を決定し、信号配線用配線パターン１４１を生成する。また、配線パターン配置部１４は、電源配線情報５０００にもとづいて、配線可能領域１１０の配線グリッド１２０上に、必要とされる電流容量に見合った配線幅の電源配線用配線パターン１４２を生成する。

この配置結果は、配線パターン配置データ３０として保存される。

このとき、配線パターン配置データ３０のレイヤーは、矩形パターン配置データ２０のレイヤーとは異なるレイヤーとしておく。これにより、レイアウト設計データによる設計検証のときの信号接続チェックのときなどは、配線パターン配置データ３０だけを用いればよく、検証対象データの量を少なくすることができる。

図２のフローに戻って、最後に、メタルパターン生成部１５が、矩形パターン配置データ２０と配線パターン配置データ３０とを合成してメタルパターンを生成し、メタルパターンデータ４０として出力する（ステップＳ０６）。

図６に、このメタルパターン生成部１５で生成されたメタルパターン配置のイメージを示す。

メタルパターン１５０は、信号配線用配線パターン１４１あるいは電源配線用配線パターン１４２と、矩形パターン１３０とをマージすることにより得られる。

したがって、信号配線用配線パターン１４１あるいは電源配線用配線パターン１４２が配置されているところでは、そのパターンに矩形パターン１３０が吸収され、信号配線用配線パターン１４１あるいは電源配線用配線パターン１４２がそのまま残る。

一方、信号配線用配線パターン１４１あるいは電源配線用配線パターン１４２が配置されていない領域には、矩形パターン１３０がそのまま残る。このとき、矩形パターン１３０の相互の間隔は、ダミーメタル最小配線間隔を満たしている。したがって、この矩形パターン１３０は、ＣＭＰ処理におけるダミーメタルとして機能する。

ここで、メガセル配置領域１０１、１０２にはダミーメタルが配置されないが、メガセルは本質的に配線密度が高いので、メガセル配置領域１０１、１０２にダミーメタルを配置する必要はない。

このような本実施例によれば、予め配線可能領域全面に矩形パターンを配置しておくので、信号配線および電源配線の配線後にダミーメタル配置領域の抽出を行わなくとも、信号配線あるいは電源配線の未配線領域に自動的にダミーメタルが配置される。すなわち、ダミーメタル配置領域の抽出処理が不要であり、ダミーメタルを含むメタルパターンの生成に要する時間を短縮することができる。

また、設計変更などにより、信号配線あるいは電源配線の配線経路が変更になっても、新たな配線パターン配置データを作成するだけで、新しい配線パターンに適合するダミーメタルの配置を行ったメタルパターンを直ちに得ることができる。そのため、設計変更に伴う処理時間も短縮することができる。

本発明の実施例に係るメタルパターン生成装置の構成の例を示すブロック図。 本発明の実施例に係るメタルパターン生成方法の手順の例を示すフロー図。 半導体集積回路の配線可能領域のイメージを示す模式図。 本発明の実施例における矩形パターンの配置イメージを示す模式図。 本発明の実施例における配線パターンの配置イメージを示す模式図。 本発明の実施例におけるメタルパターン生成の例を示す模式図。

符号の説明

１ メタルパターン生成装置
１１ 配線可能領域設定部
１２ 矩形パターン生成部
１３ 矩形パターン配置部
１４ 配線パターン配置部
１５ パターン合成部
２０ 矩形パターン配置データ
３０ 配線パターン配置データ
４０ メタルパターンデータ
１００ 半導体集積回路
１０１、１０２ メガセル配置領域
１０３ ＩＯセル配置領域
１１０ 配線可能領域
１２０ 配線グリッド
１３０ 矩形パターン
１４１ 信号配線用配線パターン
１４２ 電源用配線パターン
１５０ メタルパターン

Claims (5)

1. セル配置結果にもとづいて配線可能領域を設定するステップと、
   前記配線可能領域全面に、所定寸法の矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置するステップと、
   前記配線可能領域の前記配線グリッド上に信号配線用および電源配線用の配線パターンを配置するステップと、
   前記矩形パターンと前記配線パターンとを合成してメタルパターンを生成するステップと、
   を有することを特徴とするメタルパターン生成方法。
2. 前記矩形パターンの前記所定寸法が最小ダミーメタル配線間隔に応じて決定される
   ことを特徴とする請求項１に記載のメタルパターン生成方法。
3. セル配置結果にもとづいて配線可能領域を設定する手段と、
   所定寸法の矩形パターンを生成する矩形パターン生成手段と、
   前記配線可能領域の全面に、前記矩形パターンをレイアウト設計用の配線グリッドの格子点にマトリックス状に配置する手段と、
   前記配線可能領域の前記配線グリッド上に信号配線用および電源配線用の配線パターンを配置する手段と、
   前記矩形パターンと前記配線パターンとを合成してメタルパターンを生成する手段と、
   を有することを特徴とするメタルパターン生成装置。
4. 前記矩形パターン生成手段は、
   入力されたダミーメタル最小配線間隔情報に応じて、前記矩形パターンの寸法を決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載のメタルパターン生成装置。
5. 前記矩形パターンを配置するパターン設計レイヤーと、前記メタルパターンを配置するパターン設計レイヤーとを異なるレイヤーとする
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のメタルパターン生成装置。

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