JPH07153845A

JPH07153845A - 集積回路構造の製造方法

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Publication number: JPH07153845A
Application number: JP6190338A
Authority: JP
Inventors: Steven S Majors; エスメジャーズスティーブ
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1995-06-16
Also published as: GB9416264D0; GB2283117B; US5581475A; GB2283117A

Abstract

(57)【要約】【目的】パターンレイアウト調整方法論に基づく相互作
用的エレクトロマイグレーションルールが、ＣＡＤ装
置、特にエンジンが所定の半導体ウェハ製造プロセスに
従う回路パターンパラメータを規定するための設計ルー
ルデータベースによって供される設計ルールチェック
（ＤＲＣ）機構に付随したものとして提供される。【構成】一組のカスタム化された設計ルールステート
メントを使用することにより、ＤＲＣプログラムによっ
て設計者は、集積回路レイアウトのパターン内の相互接
続（金属、コンタクト、ビア）の枝の部分の寸法を識別
しまた必要に応じて相互作用的に変更できる。カスタム
化されたＤＲＣステートメントは、相互接続金属、コン
タクト及びビアのための所定の組のエレクトロマイグレ
ーションに基づく最小幅ルールに適用されるものとして
の回路動作で抽出された最悪の電流状態に従ってカスタ
ム化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には集積回路構
造の製造に関し、特に、集積回路レイアウトの回路パタ
ーン内の相互接続における一部或いはそれ以上の部分の
枝の寸法で、最小の幅の寸法よりも大きい必要があると
仮に認められてきた寸法を、必要に応じて相互作用的に
調整するための方法論に係る。

【０００２】

【従来の技術】集積回路のレイアウトおよび製造に使用
する半導体処理技術が向上し続けてきたことによって、
アナログおよびデジタル／アナログ混合の信号処理シス
テムの設計者に利用されているビルディングブロック
（カスタム部品および他に用途のない特別な部品）の密
度および複雑性が実質的に増加した。実際に、チップ構
造は、規定された信号処理関数を実現するために膨大な
数の回路を使用する。

【０００３】現在、半導体製造処理のパラメータは相互
接続材料（金属、コンタクト、ビア）を許容し、それら
を通して信号および回路要素のバイアス経路が非常に幅
の狭い配線によって形成される所定の構造の各部品間へ
供給され、それにより表面上は非常にコンパクトな回路
レイアウトを実現できるが、特性ファクタおよび単に密
度的ではないものが考慮されなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】故障までの平均時間
（ＭＴＦ）においてかなり大きな影響を受けることは好
ましくないが、しかし避けえない。このような影響はエ
レクトロマイグレーションと呼ばれ、これによって回路
の動作経路上で所定の相互接続パターンの元の物理的な
特性が、金属、ビアおよびコンタクトに電流が流れるこ
とによって変形する。特に、エレクトロマイグレーショ
ンは物理的な現象であり、それにより回路の動作中に金
属原子が電流が流れる方向に導電性の電子によって流さ
れる。そして直接質量が流動するという異変によって金
属の物理的な断線が生じ、これは実際に回路の故障に繋
がる。

【０００５】エレクトロマイグレーションは、一般的に
は導電金属部材においては、それ自身ヒルロック、ウィ
スカ、およびボイドという形で現れる。エレクトロマイ
グレーションは、時の経過によって金属を通る電流の流
れによって自然に発生するものであるので、所定の回路
設計が行われる前に予め考慮に入れておかなけらばなら
ない。実際に、エレクトロマイグレーション用ＭＴＦは
電流密度と温度の関数として予測することができる。

【０００６】金属線、コンタクトおよびビアのそれぞれ
に関連して十分に開発されてきたエレクトロマイグレー
ションモデルは、最大電流および温度の関数として相互
接続の幅を制限しているが、それを用いた場合、回路設
計者は一般に決定者によって規定された最小幅よりも大
きい寸法（配線幅）でなければならない回路構造の部分
を確認しまた確証するのに膨大な時間を費やす。この処
理は肉体労働的に厳しいものなので、誤りを起こしがち
になりまたしばしば結果が出力される周期が終わるまで
分らなく、しいては回路レイアウトの完成が好ましから
ずも遅れる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によると、新たな
そして向上した自動化されたエレクトロマイグレーショ
ンルールに基づいた方法論が提供される。このルールに
より、回路設計者はカスタム化された設計ルールのチェ
ック機構を用意でき、集積回路レイアウトの回路パター
ン内の相互接続の各枝の部分の寸法を、確認しまた必要
に応じて相互作用的に調整することができ、その結果開
発シーケンスのうち設計フェーズの完成後、速やかに回
路を製造することができる。

【０００８】特に、本発明は従来のＣＡＤ（computer a
ided design)装置、特にエンジン部が所定の半導体ウェ
ハ製造プロセスに従う回路パターンのパラメータを規定
するための設計ルールのデータベースによって提供され
るものである設計ルールチェック（ＤＲＣ）機構に効果
的に付随するものである。また、本発明の提供によっ
て、回路設計者は、相互接続金属、コンタクトおよびビ
アのための所定の組のエレクトロマイグレーションに基
く最小幅ルールに適用される如く、回路動作によって求
められた最悪の場合の電流に従って特別に作られた設計
ルールチェック装置によって集積回路レイアウトの回路
パターン内の相互接続（金属、コンタクト、ビア）の枝
の部分の寸法を、確認しまた必要に応じて相互作用的に
修正することができる。

【０００９】

【実施例】本発明による相互作用的なエレクトロマイグ
レーションルールに基づく回路パターン調整プロセスに
ついて詳細に説明する前に、主としてそこに存在する本
発明は、従来のＣＡＤ装置、特にそのエンジン部が所定
の半導体ウェハ製造プロセスに従う回路パターンのパラ
メータを規定するための設計ルールのデータベースによ
って供されるものである設計ルールチェックプログラム
に、効果的に付随するものであることに注意すべきであ
る。これに限定されることのない例を提供するために、
本発明が使用されるＤＲＣプログラムは、ＰＤチェック
のような商業的に利用できるＤＲＣプログラムからな
り、キャデンス設計システムによって供給されるフレー
ムワークＩのようなＣＡＤシステムプログラムと共に動
作する。ＣＡＤでは慣例となっているが、メニューを写
し出すグラフィックディスプレイおよびキーボード或い
は（ペン式およびクリック式）のマウスなどのユーザイ
ンタフェース装置が、ユーザが回路パターンの設計レイ
アウトを相互作用的に生成しまた調整することを促進す
るために好んで使用される。ＣＡＤ機構およびシステム
を駆動する設計ルールチェックプログラムの詳細は、他
には本質的に影響を受けない。結果的に、本発明の処理
段階はＣＡＤ／ＤＲＣプログラムとインタフェースされ
ているという態様が、容易に理解可能なフロー図および
関連する簡易化された相互接続レイアウトの図面に示さ
れており、該図面はレイアウト設計におけるプロセスの
各ステージの各段階の効果を図解的に表示している。即
ち、本発明に適切なもののみの特定的な詳細が、本説明
において得られた知識を有する当業者にとって容易に明
らかとなる詳細な開示内容を隠すことのないように、説
明されかつ図式化されている。

【００１０】本発明は、所定の回路設計のためのパラメ
トリックデータを一組のエレクトロマイグレーションル
ールに適用し、またそのルールの出力を回路パターンレ
イアウトの寸法を確認しまた相互作用的に調整するのに
使用してエレクトロマイグレーションモデルを満足する
ようにしているが、このような態様を理解しやすくする
ために、回路自身とその回路が形成されようとしている
レイアウト構造との間の関係を始めに調べることが有効
である。

【００１１】以下に本発明を図面を参照して例を挙げて
説明する。図１は、能動および受動回路素子（本図では
バイポーラトランジスタ１１および抵抗１３）の相互接
続構成の簡易化された電気回路図であり、集積回路とし
て形成されるものである。一方、図２は、任意の集積回
路のレイアウトの一部の回路パターンを示す図であり、
回路要素領域１５、１６、即ち下部に敷かれた半導体基
板或いは層２１において相互接続用金属の関連した層２
３、２４、２５と共に拡散或いは注入されるもの、およ
びコンタクトとビアの組３１、３３を含んでいる。図２
の回路パターンレイアウトは図１の回路を実施するレイ
アウトを表すものではなく、集積回路の一部を構成する
任意の相互接続用金属、コンタクトおよびビアの幾何学
構造を含む回路レイアウトパターンの例を単に図解的に
示すものであることに注意すべきである。これは典型的
な場合を示すものなので、相互接続用金属の幾何学的構
造は必ずしも直線部分としては構成されないが、図に示
されるように曲がりくねった格好を有することができま
たしばしば有している。

【００１２】所定の回路レイアウトのどの部分が寸法の
変更が必要かを決定する前に、回路の各枝を流れる（Ｄ
Ｃ或いは遷移信号の）最悪の場合の電流を決定する必要
がある。この目的のために、図３のフローチャートに示
すように、標準回路のシミュレーションフローが用意さ
れており（段階３０１）、また段階３０２においてこの
シミュレーションは開始する。本例に限定されることは
なく、キャデンス設計システムからのｃｄｓＳｐｉｃｅ
のような回路シミュレーションプログラムが使用でき
る。

【００１３】各シミュレーションの動作に対して、回路
における各枝および部品に対して得られた最悪の場合の
（最大出力の）電流値が段階３０３で蓄積される。回路
の動作状態が変化するもとでシミュレーションを繰り返
し或いは引き続いて行うことにより、蓄積された最悪の
場合の電流値が更新され、従って、シミュレーションシ
ーケンスの最後で段階３０３によって回路設計の重要項
目として最大の大きさの最悪の場合の電流値の組が提供
される。

【００１４】段階３０４、３０５および３０６におい
て、シミュレーションの結果として求められかつ蓄積さ
れた最悪の場合の最大の動作電流が、ＤＣ或いは遷移信
号の電流として分類され、次に回路に対する最大設計電
流値と比較される。段階３０７、３０８において、（最
大設計電流か或いは最悪の場合の状態の最大動作電流Ｏ
Ｐ）のうち大きい方の電流が最大動作電流（Ｉｍａｘ）
として見なされ、後に説明する相互作用的エレクトロマ
イグレーションの確証の周期に使用される。

【００１５】図３のフロー図から最悪の場合の最大電流
Ｉｍａｘに対する値が求められるとこれらの電流値Ｉｍ
ａｘおよびこのような電流を維持するのに必要な関連し
た最小の素子の幾何学的寸法Ｗｍｉｎが電気回路図上に
注記される。これは、レイアウト設計者のＣＡＤ装置で
使用される附属のグラフィックディスプレイ装置を用い
て、図４及び図５にそれぞれ図示されるように、電流値
及びその値に関連する最小素子寸法が電気回路素子の隣
に表示されるようにして行われる。

【００１６】最悪の場合の電流Ｉｍａｘが特定されるこ
とによって、本発明に係るプロセスの準備が行われる
が、この準備は各金属、コンタクト及びビア部材に対す
る一組のエレクトロマイグレーションモデルによって指
示された最小幅の要求を満足するために、所定の集積回
路レイアウトのそれぞれ定められた枝を相互作用的に調
査し、また枝の部分の寸法の変更（増大）が必要かどう
かを決定するためのものである。このプロセスは相互作
用的であり、それはレイアウト設計者によって供給され
た入力に応答して、レイアウト設計者のＣＡＤ／ＤＲＣ
システムで使用する附属のグラフィックディスプレイ装
置上で寸法の変更が必要とされる回路パターンを決定す
るようにその部分がハイライト化される。

【００１７】図６を参照すると、枝が決定された相互接
続パターンの比較的簡易化された構造が図式的に描かれ
ており、そのパターンはタブ部４２を有する第１の一般
的なＬ形部４１と第２の一般的な直線部４３を含み、そ
れぞれの端５１、５３はコンタクト領域６１、６３にお
いて下部領域７１に電気的に接続されている。プロセス
の第１段階によると、ユーザによって特定された回路レ
イアウトの枝の物理的パターンは、詳細に範囲が定めら
れており、枝のパターンを流れる最大電流は、上述した
ように図１、図３及び図４を参照して得られた最大電流
（Ｉｍａｘ）から求められる。

【００１８】さらに特定的には、図７のフローチャート
及び図８の図式的なパターン図を参照すると、回路レイ
アウトの枝を選択するプロセスは、興味ある枝の対向す
る端の各位置をユーザが特定することによって始まる。
後で述べるが、この端の点は枝の端の境界を示している
だけでなく、それらは枝が相互接続部材の残りから分離
されるようにする切断領域を確立するのに使用され、そ
れによって該枝と交差する他の枝は除き該枝の最大電流
のみに基づいて枝の正確なエレクトロマイグレーション
の解析を行うことができる。

【００１９】この目的のために、段階７０１ではユーザ
は、ＣＡＤ装置のグラフィックディスプレイ装置の境界
内に描かれた点８０１のような位置或いは端点を（附属
のマウス装置を使用して）選択する。図９に示されてい
るようなＣＡＤ装置プログラムに使用されている関連す
る回路パターンのレイアウトパラメータのデータベース
から、プロセスは段階７０３で選択した端点の座標の直
下の部材に注目し、またその部材を含むものとして「デ
ータ」層と定義する。これに限定されることのない例の
ために、端点８０１の真下に直接横たわる相互接続部材
は、「Ｍｅｔａｌ１（或いはＭ１）」と記載された第１
の金属層である。

【００２０】次に段階７０５において、選択された端点
８０１の付近において互いに重なりあう或いは隣接する
全ての相互接続部材（物体）は、その点において相互接
続部材Ｍ１の連続体として表されるように、効果的に
「平坦化」され、グラフィックディスプレイ上で共に合
体化される。段階７０７では、段階７０３で端点の真下
のデータ層として示された相互接続部材に関するエレク
トロマイグレーションルールが得られる。金属リンク、
コンタクト及びビアに関するエレクトロマイグレーショ
ンルールのこれに限定されることのない例が、下記およ
び以後の表１、表２及び表３に示されている。本実施例
では、データ層はＭｅｔａｌ１としているため、表１の
金属に関するエレクトロマイグレーションルールが規定
されている。

【００２１】

【表１】

【００２２】コンタクト及びビアのグランドルール下記及び以後の式によって、任意のコンタクト或いはビ
アを流れる電流の計算が、近似パラメータが使用された
場合に可能となる（表４参照）。下記の各式における第
１項は、リーディングエッジのみに電流が流れると仮定
した場合のそれぞれ最小コンタクト及びビアを示す。コ
ンタクトの最小幅は５μｍ、またビアの最小幅は４μｍ
であることに注意されたい。各式の第２項によって、許
容される最小幅よりも広い幅のコンタクト或いはビアの
許容電流が増加する。下記の各式の第３項によって、重
なりあう部分が許容される最小幅よりも大きい場合、コ
ンタクト或いはビアの長さの同じ部分に電流が流れる。
コンタクト或いはビアの重なり合いが許容される最小の
重なりよりも大きくなった場合に、最大の利得が、（許
容電流の項によって）最小重なりの２倍で発生する。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】

【表５】

【００２７】使用するＤＲＣプログラムの特性上、お互
いからの相互接続の部分を示しかつ提供するために、い
くらかの規定された面積の領域が必要である。このた
め、段階７０９において、図１０に１００１として示す
「切断領域」を興味ある端点、ここでは端点８０１に生
成する。この切断領域の境界の座標は、図１１に示すプ
ロセスのフロールーチン及びそれに伴う図１２の模式図
に従って確立される。

【００２８】さらに特定的には、段階１１０１におい
て、切断が行われる興味ある相互接続の枝（或いは段階
７０５によって提供された合体された多角形の図形）の
内側の点が選択される。従って、実際に以前に規定され
た図８の第１の点８０１に対して、段階１１０１は段階
７０１に対応する。図１２の多角形の図では、プロセス
の現在の段階において、図８の点８０１は選択された点
１２１０に対応する。次に、段階１１０３では、相互接
続の枝或いは多角形のそれぞれの周辺の縁は、各縁の端
におけるそれらの空間図形の座標という言葉と認識され
る。例えば、図１２に示す任意に形作られた８つの縁を
もつ多角形では、８つの縁１２０１〜１２０８のうちの
第１の多角形の縁１２０１は、対向する端１２０１−１
及び１２０１−２という（ｘ，ｙ）座標によって記述さ
れる。同様に、第２の多角形の縁１２０２は、対向する
端１２０２−１及び１２０２−２という（ｘ，ｙ）座標
によって記述され、縁１２０２の端点１２０２−１は縁
１２０１の端点１２０１−２と一致する。

【００２９】段階１１０５では、選択された点（１２１
０）に近接した多角形の縁の一つが規定される。本例で
は、点１２１０に近接しているとして図１２において示
される多角形の縁１２０４が選択される。近接が多角形
の縁であると意味されることによって、縁に対してまた
縁から垂直な線は選択された点を、他の多角形の縁と最
初に交差することなく通過する。本例では、このような
縁の１つは多角形の縁１２０４であり、そこで縁１２０
４に対する垂直な線１２２４は点１２１０を最初に他の
縁と交差することなく通過する。付加される隣の多角形
の縁は縁１２０５及び１２０７である。残りの多角形の
縁（即ち縁１２０１、１２０２、１２０３、１２０６及
び１２０８）は、どれも隣接の縁ではない。

【００３０】次に、段階１１０７では、選択された点
（１２１０）は、規定された多角形の縁、ここでは１２
０４に垂直な線１２２４に沿って投射し、また選択され
た点の座標と縁との間の投射された距離が決定される。
切断領域のルーチンは次に質問段階１１０９へ進み、そ
こでは投射された距離が決定された最小値か否かが問わ
れ、またその最小値とは興味ある多角形の縁が選択され
た点へ最も近接している縁であることを示している。選
択された第１の近接した縁（ここでは縁１２０４）に対
しては、段階１１０９の答えはイエスであり、また突出
された線１２２４及び多角形の縁１２０４の交差点１２
１４の座標は、段階１１１１において値「ｐｒｏｊ１」
として記憶される。

【００３１】切断領域ルーチンは次に質問段階１１１３
へ進み、そこでは選択された点１２１０に近接したさら
に付加的な多角形の縁があるか否かが問われる。上述し
たように、２つの付加的な縁、即ち縁１２０５及び１２
０７があり、それらは点１２１０に近接している。従っ
て、段階１１１３の答えはノーであり、プロセスは段階
１１０５へ進む。段階１１０５から段階１１１３まで
が、縁１２０５及び１２０７のために繰り返される。縁
１２０５に対しては、点１２１０と縁１２０５での交差
点１２１５との間の垂直な線１２２５に沿った距離は、
現在記憶されている値「ｐｒｏｊ１」の距離よりも大き
く、従って「ｐｒｏｊ１」の値は更新されない。しか
し、縁１２０７に対しては、点１２１０と縁１２０７で
の交差点１２１７との間の垂直な線１２２７に沿った距
離は、現在記憶されている値「ｐｒｏｊ１」よりも小さ
く、従って「ｐｒｏｊ１」の値は縁１２０７に垂直な線
１２２７の交差点１２１７の座標の値に更新される。

【００３２】全ての近接の縁が処理されたことによっ
て、段階１１１３の答えはイエスとなり、ルーチンは段
階１１１５へ進み次に最も近接した縁を見つける。段階
１１１５では、上述した投射線測定段階が、最も近接し
た縁１２０７がルーチンから除外されることを除いて、
実行される。以前のシーケンスから、多角形の縁１２０
４が次に近いと決定されるであろう。従って、交差点１
２１４の座標が段階１１１５において「ｐｒｏｊ２」と
して記憶される。

【００３３】次に段階１１１７において、第１の線分１
２３７が座標「ｐｒｏｊ１」と「ｐｒｏｊ２」との間に
引かれる。さらに第２の線分１２３２が線分１２３７に
平行に引かれ、多角形の縁１２０４と縁１２０７とに交
差する。線分１２３２は、線分１２３７から規定された
僅かな幾何学的数の単位だけ距離を置くように定められ
ている。この距離を開けることによって、段階１１１９
において線分１２３７及び線分１２３２を共に接続する
多角形の縁１２０４及び縁１２０７のそれぞれの部分が
規定される。そしてこの狭く細い領域は、相互接続から
切り離される金属の僅かな部分を描写するためにＣＡＤ
プログラムによって使用され、それによってその点にお
いて距離をおいた２つの部分へ相互接続を切断する。段
階１１２１では、この切断領域（図１０において１００
１で示す）は、関連するエレクトロマイグレーションル
ールのパラメータのリスト（ここでは図９に示す金属Ｍ
１に対するパラメータリスト）で規定された層の上に引
かれ、このリストではｃｕｔｌａｙｅｒ（「ｆｍ０」）
として記述されている。端点、ここでは図８の端点８０
１に対して、効果は枝の１つの端を近接の金属から切断
することにある。

【００３４】図１１の切断領域のサブルーチンにおける
段階１１２１、これは図７の段階７０９に対応するが、
が終了したとき、枝の両方の端が規定されたか否かを決
定するために図７の枝規定ルーチンの質問段階７１１へ
プロセスは移行する。プロセスの本段階に対しては、段
階７１１の答えはノーであり、従って、プロセスは段階
７０１へ戻る。次にユーザは図８に示すように端点８０
２のように第２の枝の端点を規定し、前述の段階のシー
ケンスが第２の端点に対して行われる。段階７０９が終
了したとき、第２の切断領域は相互接続レイアウトの枝
の上で図１０の１００２で示すように描写される。描写
された両方の端点の切断領域で、質問段階７１１の答え
はイエスであり、プロセスは段階７１３へ進む。

【００３５】段階７１３において、ユーザは、それらの
端点の間の枝で、即ち図８の８０３で示す枝の内側にお
ける任意の点を選択する。段階７１５では、点８０３の
直下の相互接続部材の型はデータ層として認識され、ま
た段階７１７でその認識されたデータ層に関するエレク
トロマイグレーションルールが規定される。本例では、
データ層はＭ１層である。段階７１９では、図９の関連
するＭ１パラメータリストから「ｅｍＣｈｅｃｋ」なる
記載がｌａｂｅｌＬａｙｅｒのために生成される。あと
で説明するが、「ｅｍＣｈｅｃｋ」なる記載は、枝を形
成する部材の合成組と認識するための一般的な用語とし
て使用している。

【００３６】段階７１９が終了すると、図７のプロセス
は枝を流れる最大電流を設定するため段階７２１へ進
む。段階７２１の詳細は、後の図１３のサブルーチンフ
ロー、および図１４の多経路の枝の電流和の図において
設定される。枝の最大電流を決定するために、枝に供給
する全ての経路を介して枝へ流れる電流を考慮する必要
がある。図１３のサブルーチンは、枝への全ての入口点
から各枝へ入力する電流を加算することを含んでおり、
該電流は動作電気回路図から規定され電流及び各枝の入
口点に対して規定されていない電流も含んでいる。

【００３７】さらに特定的には、回路パターンの各枝に
対して図１３のサブルーチンは電流が供給されるそれぞ
れまたすべての経路について調べ、その経路電流を積算
或いは加算し、必要に応じて枝を流れる全電流を求め
る。上述した前の最大電流シミュレーションは、単に回
路ノード間の各経路の素子を流れる電流を提供するもの
であった。図１３及び図１４のプロセスは、素子を流れ
る或いは素子へ流れる電流に注目するものではなく、経
路に注目するものである。

【００３８】段階１３０１でサブルーチンが開始し、こ
れはレイアウトの各枝、ここでは図１４の枝のレイアウ
ト図において枝１４０１として記述されている第１の枝
に注目し、さらにその経路に対する最大電流Ｉｍａｘを
入力する。即ち段階１３０１では、第１の枝１４０１に
対するＩｍａｘの値（例えば１ｍＡ）が得られる。ルー
チンの段階１３０３では、積算器（内容は初期にクリア
或いはゼロに設定される）を枝に対して使用するか否か
の質問が行われる。レイアウトから枝１４０１が唯一の
既知の値のみ（示した例では１ｍＡ）を受信しているの
で、積算器を使用する必要がなく、従って段階１３０３
の答えはノーであり、ルーチンは段階１３０５へ移行す
る。段階１３０５では、積算器の現在の内容は供給され
る電流値Ｉｍａｘだけ（ゼロから）増加し、これは後述
する枝の和に使用される。段階１３０７では、Ｉｍａｘ
＝１ｍＡの供給値が段階１３０１で入力された値で枝１
４０１のために設定される。第１の枝１４０１のための
最大電流値が確立されると、プロセスは以下に示す図１
５のカスタムＤＲＣルーチンの編集へ移行する。

【００３９】図１４の回路パターンの例では、第１の枝
１４０１の処理の後、プロセスはその最大電流値Ｉｍａ
ｘを決定するために第２の枝１４０２へ移行する。再
び、第１の段階１３０１で、現在図１４の枝のレイアウ
ト図で枝１４０２と記載されているレイアウトの第２の
枝に注目し、その経路に対して最大電流（本例ではＩｍ
ａｘ＝１ｍＡ）が入力される。ルーチンの段階１３０３
では、再び積算器（内容は現在１ｍＡに設定されてい
る）をその枝に使用すべきか否かということについて質
問が行われる。レイアウトから枝１４０２は唯一の既知
の値（示された例では１ｍＡ）のみを受信しているの
で、積算器を使用する必要はなく、従って、段階１３０
３の答えはノーであり、ルーチンは段階１３０５へ移行
する。段階１３０５では、積算器の現在の内容（１ｍ
Ａ）が第２の枝に対して供給される電流値Ｉｍａｘ＝１
ｍＡだけ増加し、後述する枝を加算するために使用され
る。段階１３０７では、Ｉｍａｘ＝１ｍＡなる供給値が
段階１３０１で入力された値で枝１４０２に対して設定
される。

【００４０】第２の枝１４０２に対する最大電流値が確
立されると、プロセスは図１５のカスタムＤＲＣルーチ
ンの編集へ進む。第２の枝１４０２の処理の後、プロセ
スは第３の枝１４０３へその最大電流値Ｉｍａｘを決定
するために移行する。再び、第１の段階１３０１におい
て、そこでは現在レイアウトの第３の枝に注目してお
り、図１４の枝のレイアウト図で枝１４０３として記述
され、その経路に対して利用できる最大電流が入力され
る。ここでは、この電流は知られておらず或いは与えら
れていないので、第３の枝のＩｍａｘは始めにゼロに設
定される。ルーチンの段階１３０３では、積算器（内容
は現在２ｍＡに設定されている）を第３の枝１４０３の
ために使用すべきか否かについての質問が再度行われ
る。レイアウトから、枝１４０３が上流の枝１４０１及
び１４０２の和から電流を受けるので、積算器を使用す
る必要がある。従って、段階１３０３の答えはイエスで
あり、ルーチンは段階１３０９へ移行する。段階１３０
９では、第３の枝に対する値Ｉｍａｘが積算器（２ｍ
Ａ）の現在の内容で設定される。

【００４１】次に段階１３１１は、積算器の現在の値
を、回路パターンの他の枝からの付加的な積算を要求す
る下流の枝において将来使用するために記憶しておくべ
きか否かを質問する。図１４の回路パターンの例から見
られるように、付加的な加算が必要とされるので、段階
１３１１の答えはイエスであり、付随的なメモリ或いは
スタック（Ｍ）及び関連のスタックポインタ（ＳＰ）が
使用される。特に、段階１３１３で、積算器の値がスタ
ック（Ｍ〔ＳＰ〕＝ＡＣ）の値となり、スタックポイン
タのアドレスは１だけ減じられ（ＳＰ＝ＳＰ−１）、積
算器はクリアされる（ＡＣ＝０）。

【００４２】段階１３１５では、スタックをアクセスす
るか否かの質問が行われる。図１４の回路パターンで
は、第３の枝１４０３は付加的な供給経路を有していな
いため、段階１３１５の答えはノーであり、段階１３１
９においてＩｍａｘの値は段階１３０９で規定された値
（ここでは２ｍＡで、枝１４０１及び１４０２の電流の
和に相当する）に設定され、その値は枝１４０３に対す
る全最大電流を確立する。第３の枝１４０３に対する最
大電流値が確立されると、プロセスは図１５のカスタム
ＣＡＤルーチンの編集へ進む。

【００４３】第３の枝１４０３に対する枝の電流を決定
した後、サブルーチンは段階１３０１へ戻り、そこでレ
イアウトの第４の枝、即ち枝１４０４に注目し、その枝
に対する最大電流Ｉｍａｘを入力する。即ち、段階１３
０１で第４の枝に対するＩｍａｘの値（例えば１ｍＡ）
が得られる。ルーチンの段階１３０３では、積算器（内
容は段階１３１３でクリアされている）をこの枝のため
に使用すべきか否かの質問が再度行われる。レイアウト
から、枝１４０４が唯一の既知の値（示されたレイアウ
トでは１ｍＡ）のみを受けているため、積算器を使用す
る必要はない。従って、段階１３０３の答えはノーであ
り、ルーチンは段階１３０５へ移行する。段階１３０５
では、積算器の現在の内容は供給された電流値Ｉｍａｘ
（１ｍＡ）だけ（ゼロから）増加し、後述する第６及び
第７の積和用枝１４０６及び１４０７に使用される。段
階１３０７では、Ｉｍａｘ＝１ｍＡの供給値が段階１３
０１で入力された値で枝１４０４に対して設定される。
第４の枝１４０４に対する最大電流値が確立される（Ｉ
ｍａｘ＝１ｍＡ）と、プロセスは図１５のカスタムＤＲ
Ｃルーチンの編集へ進む。

【００４４】第４の枝に対する最大電流を決定した後、
プロセスは第５の枝１４０５へその最大電流値Ｉｍａｘ
を決定するために移行する。再び第１の段階１３０１
で、第５の枝１４０５に注目し、その枝に対して最大電
流（図１４の例ではＩｍａｘ＝１ｍＡ）を入力する。ル
ーチンの段階１３０３では、積算器（積算器の内容は現
在１ｍＡに設定されている）をその枝に使用すべきか否
かという質問が再び行われる。レイアウトから、枝１４
０５もまた唯一の既知の値（示された例では１ｍＡ）の
みを受けているので、再度積算器を使用する必要がない
ので、段階１３０３の答えはノーであり、ルーチンは段
階１３０５へ移行する。段階１３０５では、積算器の現
在の内容（１ｍＡ）は、第５の枝に対してＩｍａｘ＝１
ｍＡなる供給された電流値だけ増加し、後述するように
第６及び第７の積和用枝のために使用される。段階１３
０７では、Ｉｍａｘ＝１ｍＡなる供給値が段階１３０１
で入力された値で枝１４０５に対して設定される。第５
の枝１４０５に対する最大電流値が確立されると、プロ
セスは図１５のカスタムＤＲＣルーチンの編集へ進む。

【００４５】第５の枝１４０５の処理の後、プロセスは
第６の枝１４０６へその最大電流値Ｉｍａｘを決定する
ために移行する。ここでは、第３の枝１４０３のよう
に、電流は既知でなく或いは与えられておらず、従って
第６の枝１４０６に対するＩｍａｘは始めに段階１３０
１ではゼロである。ルーチンの段階１３０３では、積算
器（積算器の内容は現在２ｍＡに設定されている）を第
６の枝１４０６のために使用するべきか否かの質問が再
度行われる。レイアウトから、枝１４０６は上流の枝１
４０４及び１４０５の和から電流を受けるので、積算器
を使用する必要がある。従って、段階１３０３の答えは
イエスであり、ルーチンは段階１３０９へ移行する。段
階１３０９では、第６の枝１４０６に対する値Ｉｍａｘ
が積算器の現在の内容（２ｍＡ）に設定される。

【００４６】次に、段階１３１１では、再び積算器の現
在の値がスタックへ保持されるべきか否かを質問する。
図１４の回路パターンのレイアウトから見られるよう
に、枝１４０６へ供給される付加的な枝はないので、段
階１３１１の答えはノーである。従って、プロセスは段
階１３１５へ進み、その答えはイエスである。そして、
段階１３１７において、プロセスはメモリ或いはスタッ
クをアクセスして積算器をその電流値（２ｍＡ）＋スタ
ックから押し出された値（これも２ｍＡ）に設定し、従
って積算器の内容は４ｍＡに増加する。次に、段階１３
１９において、先に段階１３０９で２ｍＡと設定された
Ｉｍａｘの値が第６の枝に対する最大電流として規定さ
れる。第６の枝１４０６に対する最大電流値が確立され
ることによって、プロセスは図１５の枝１４０６に対す
るカスタムＤＲＣルーチンの編集へ移行する。

【００４７】第６の枝１４０６の処理の後、プロセスは
第７の枝１４０７へその最大電流値Ｉｍａｘを決定する
ために移行する。再び、第１の段階１３０１において、
ルーチンはレイアウトの第７の枝１４０７に注目し、そ
してその経路に対して利用可能な最大電流を入力する。
ここでは、第３の枝１４０３及び第６の枝１４０６のよ
うに、電流は既知でなく或いは与えられておらず、従っ
て第７の枝１４０７に対するＩｍａｘは始めにゼロに設
定される。ルーチンの段階１３０３では、積算器（積算
器の内容は現在枝１４０３及び１４０６からの全電流に
設定されている）を第７の枝１４０７に対して使用すべ
きか否かの質問が再び行われる。レイアウトから、枝１
４０７は上流の枝１４０３及び１４０６の和から電流を
受けるので、段階１３０３の答えはイエスであり、ルー
チンは段階１３０９へ移行する。段階１３０９では、第
７の枝に対するＩｍａｘの値が積算器の現在の内容（現
在は４ｍＡに設定されている）に設定される。

【００４８】次に、段階１３１１では、再び積算器の現
在の値を回路パターンの他の枝からの付加的な積算を必
要とする下流の枝において将来使用するために記憶して
おくべきか否かを質問する。図１４の回路パターン例か
ら見られるように、そこには残っている枝はないので、
段階１３１１の答えはノーであり、プロセスは段階１３
１５へ進む。段階１３１５では、スタックをアクセスす
るか否かの質問が行われる。図１４の回路パターンに対
して、第７の枝１４０７は付加的な供給経路を有してお
らず、従って段階１３１５の答えはノーであり、Ｉｍａ
ｘの値は段階１３０９で規定された値（ここでは４ｍＡ
で、枝１４３０及び１４０６の合計電流に相当する）に
設定され、第７の枝１４０７に対する合計最大電流を確
立する。第７の枝１４０７に対する最大電流値によっ
て、プロセスは図１５のカスタムＤＲＣルーチンの編集
へ進む。

【００４９】各枝が規定され、その最大電流が図７から
図１４までの処理フローに従って決定されると、本発明
の方法論は一組のカスタム化されたＤＲＣのステートメ
ントのコンパイルを開始し、それはＤＲＣによって実行
できるが、その一例が図１５において後で示される。図
１５にリストされたもののようなカスタム化されたＤＲ
Ｃのステートメントが、規定された枝の物理的な回路パ
ターン、その枝を流れる最大電流、及び枝を構成する各
相互接続部材に対するエレクトロマイグレーションルー
ルに従ってコンパイルされる。枝を流れる電流の経路、
及び枝の回路パターンの一部或いはそれ以上の部分の長
さの調整を簡易化するエレクトロマイグレーションの特
別の測定パラメータの両者が求められる。

【００５０】図１５に示すＤＲＣステートメントのコン
パイルルーチンの第１段階は、ＤＲＣの「切断」ステー
トメントの生成であり、それは相互接続の回路パターン
の残りから枝を切り離し或いは「切断」することの実行
による。以前に図７のフロールーチンを参照して述べた
ように、また図１０の枝の回路パターン図で示したよう
に、枝の端点は切断点において僅かに薄い切断領域を分
離するのに使用される。ＤＲＣの切断ステートメント
は、相互接続の回路パターンの残りから枝を切り離すた
めの実行の指示を規定するために生成される。

【００５１】図１６は、両方の金属に対する切断ステー
トメントを生成し（パート１）また興味ある枝内に存在
する全てのコンタクト部材を識別する（パート２）ため
のそれぞれのサブルーチンフロー図を含む。金属サブル
ーチン（パート１）では、段階１６０１で全ての金属の
枝は、「層」に相当する図９のエレクトロマイグレーシ
ョンのパラメータリストにおける全ての金属を論理的に
合成する（ＯＲｉｎｇ）ことによって、合成金属の連続
体へ集められる。本例に対しては、枝内に２つの金属、
金属１（Ｍ１）および金属２（Ｍ２）がある。段階１６
０３では、切断金属、即ち切断しようとする枝が段階１
６０３において図９の「ｃｕｔＬａｙｅｒ」それ自体に
相当する相互接続の金属の部分との合成金属における論
理的な（ブーリアンの）「ＡＮＤＮＯＴ」動作から得ら
れた合成金属の部分として規定される。即ち段階１６０
３のＡＮＤＮＯＴ動作は、合成金属層から図１１のサブ
ルーチンの段階１１１９で規定された切断領域を除去せ
しめる。残りの部分は「切断金属」の領域であり、即ち
相互接続金属から切断される予定の枝である。

【００５２】図１６のパート２は、「切断金属」（切断
された枝）の境界内に形成されている全てのコンタクト
部材、ただし該枝の外部に存在するコンタクト部材を除
く、を確認するためのコンタクトのサブルーチンを示
す。段階１６０４では、各層の全てのコンタクト部材
が、パラメータ「層」に相当する図９のパラメータリス
トにあるこれらのコンタクト部材を論理的に合成する
（ＯＲｉｎｇ）ことによって、「合成コンタクト」の部
材へ合成される。次に、段階１６０６で、切断された枝
内のみの全てのコンタクト部材、或いは「真の」コンタ
クト部材は、段階１６０３（パート１）で得られた「切
断金属」を伴う段階１６０４で得られた合成コンタクト
部材を論理的にＡＮＤｉｎｇすることによって得られる
ものである。図１６のサブルーチンの効果は、図１７お
よび図１８に図示しており、切断領域１７０１／１７０
２、１８０１／１８０２による相互接続の残りの部分か
ら分離された枝或いは「切断金属」１７００／１８００
を示している。

【００５３】図１９は、図１６で得られた分離された枝
の各部品の部材を、共通名の識別子(identifier)或いは
ネット名（「ｅｍＣｈｅｃｋ」）によって繋げるための
接続的な抽出ステートメントを求めるための一組のフロ
ーリスト（パート１からパート４まで）を含む。図１９
の接続的な抽出ルーチンの効果は、図２０に図示されて
いる。

【００５４】段階１９０１において、枝と同一視される
規定された「ネット」と関連付けるために図７の段階７
１９で求めた名称「ｅｍＣｈｅｃｋ」は、切断金属へ適
用される。段階１９０２では、上述した段階１６０６で
得られた真のコンタクト部材が、切断金属と「接続さ
れ」或いは関係付けられ、従って段階１９０１の名称は
該枝内に存在する全てのコンタクト部材を通って伝わる
であろう。エレクトロマイグレーション（ｅｍ）ルーチ
ンを枝内の全ての金属と関係付けるために、段階１９０
３では、枝のｅｍＭｅｔａｌを名称「ｅｍＣｈｅｃｋ」
を有する或いはそれへ接合される全ての切断金属として
規定する。同様に、エレクトロマイグレーション（ｅ
ｍ）ルーチンを枝内の全てのコンタクト部材と関係付け
るために、段階１９０４では、枝のｅｍＣｏｎｔａｃｔ
部材を名称「ｅｍＣｈｅｃｋ」を有する或いはそれへ接
合される段階１６０６で得られる全ての真のコンタクト
部材として規定する。

【００５５】興味ある分離される枝の全ての部品の部材
（金属およびコンタクト）が図１９のルーチンで識別さ
れると、プロセスの次の段階、即ち図１５の段階１５０
３における「コンタクト測定ステートメントの生成」と
して識別され、またその詳細は図２１のフロー図で示さ
れ、その段階は、より下流の処理から電流の方向に有効
的に平行なコンタクト／ビアのこれらの縁を除去し、電
流に垂直なこれらの縁のみを考慮するために、コンタク
トの縁と重なり合う金属との間の異なる空間および隣の
コンタクト間の分離を調べることを含む。

【００５６】段階２１０１で示しまた図２２で図示され
る図２１のルーチンの第１の段階は、コンタクトおよび
近接した金属の端の縁の間の空間に注目する。図２２
は、個々のコンタクト２２０１および周囲の金属２２０
３を示す。コンタクト２２０１は、コンタクトの付近に
おける金属の電流、矢印２２０５で表されているが、に
垂直な寸法に相当する幅Ｗ、および電流に平行な寸法に
相当する長さＬを有する。段階２１０１では、プロセス
はコンタクト２２０１に関する金属２２０３の重なり具
合いに注目し、その重なり具合いを回路パターン設計ル
ールによって指示された所定の値と比較する。

【００５７】上述の参照されたＤＲＣプログラムでは、
最小段階の適用範囲の設計ルールは金属が僅かばかりの
最小値ＯＶＬｍｉｎ（例えば５μｍ）でコンタクト／ビ
アの領域と重なることが必要である。本発明に基づけ
ば、コンタクトの縁に関する電流の主方向を推測するた
めにこのＤＲＣルールが使用される。特に、重なり具合
いが最小重なり（ＯＶＬｍｉｎ）の２倍以上であれば、
コンタクトに並ぶ金属の量は、コンタクトの際の電流の
少しを吸い込むことによりコンタクトの際の縁に垂直な
部分の電流密度を効果的に減ずるのに十分であると推測
される。一方、重なり具合いが最小重なり（ＯＶＬｍｉ
ｎ）の２倍よりも小さいか或いは等しいときは、電流の
主方向に垂直なコンタクトの縁へ十分な電流が流れてい
ると推測され、従って該コンタクトのこの縁の寸法はエ
レクトロマイグレーションルールセットに従って評価さ
れなければならない。この２番目の場合、コンタクトの
縁に沿って重なりあう金属の領域が生成されＯＶＬｍｅ
ｔと記される。後述するが、ＯＶＬｍｅｔ領域と並ぶ或
いは近接するコンタクトの縁は、エレクトロマイグレー
ションルール解析からは除外され、しかしながら除外さ
れた縁へ直角のコンタクトの縁の寸法は、エレクトロマ
イグレーションルールで必要とされる最小値に委ねられ
る。

【００５８】重なり領域ＯＶＬｍｅｔを生成すべきか否
かを決定するために、コンタクト２２０１の縁２２１１
と金属層２２０３の縁２２２１との間の距離Ｗｅ１が測
定され、またコンタクト２２０１の縁２２１３と金属層
２２０３の縁２２２３との間の距離Ｗｅ２が測定され
る。それぞれの距離は上記に述べた最小重なり量（表３
で示したＯＶＬｍｉｎ）の２倍の値と比較される。各距
離の測定値が最小重なり量ＯＶＬｍｉｎ（例えば１０μ
ｍ）の２倍よりも小さいとき、各重なり金属の範囲或い
は領域がコンタクトの縁と並んで生成され、またＯＶＬ
ｍｅｔと認識される。図２２では、各重なり金属領域が
破線２２３１および２２３３で示される。選択的排他プ
ロセスにおいてこれらの重なり金属領域を使用すること
は以下に述べる。

【００５９】段階２１０１と似ている図２１のルーチン
の第２段階は、段階２１０３で示されまた図２３で図示
され、近接したコンタクト間のギャップの関連した寸法
に注目する。図２３は、コンタクト２３０１、２３０
２、２３０３および２３０４の各組或いは配列と、それ
らの間のギャップ２３１１、２３１２、２３１３および
２３１４を示す。段階２２０３では、プロセスは、近接
したコンタクトの間のギャップ或いはその分離の程度に
注目し、また分離の度合いを所定の値と比較する。この
分離の程度が上述した最小重なり（ＯＶＬｍｉｎ）の２
倍以内であるとき、ＯＶＬｇａｐとしたギャップがコン
タクトの縁の間に生成される。従って、図２３におい
て、各組の近接したコンタクトの間のそれぞれの分離が
最小重なり基準の２倍に達するならば、各最小重なりギ
ャップ領域ＯＶＬｇａｐが、点線で示すように各ギャッ
プ２３１１、２３１２、２３１３および２３１４におい
て生成される。

【００６０】上記に指摘したように、コンタクトの縁と
重なる金属の間の異なる空間（段階２１０１）、および
近接したコンタクト間の分離（段階２０１３）を調べる
目的によって、電流の方向に有効的に平行なコンタクト
／ビアの縁をより下流の処理から除去し、また電流に垂
直な縁のみを考慮する。ＤＲＣプロセスは純粋な縁より
もむしろ領域情報を使用しなけらばならないので、僅か
の最小な領域をコンタクトの縁へ提供する必要がある。
このために、プロセスの次の段階（段階２１０５）は、
興味あるコンタクトの各縁を段階２１０５でｍｉｎＧｒ
ｉｄとして少しの最小グリッド幅或いは厚さだけ拡大或
いは僅かに大きくするようにする。

【００６１】この縁の拡大は、図２４に図示されてお
り、縁２４０１、２４０２、２４０３および２４０４を
有するコンタクト２４００を示し、それらに隣接して各
重なり領域２４１１、２４１２、２４１３および２４１
４がある。図２４の回路パターン図では、電流の方向は
矢印２４２０によって記されており、その方向はコンタ
クト２４００の縁２４０１に直角である。段階２１０５
では、縁２４０１、２４０２、２４０３および２４０４
のそれぞれを最小グリッド幅だけ拡大し、それぞれ４つ
の境界領域２４２１、２４２２、２４２３および２４２
４を生成する。図２４には示していないが、段階２１０
５は全てのコンタクトの縁を拡大するので、拡大される
縁のいくつかは図２３のような配列状の場合もあり、そ
こでは金属の縁よりも他のコンタクトの縁と対向するこ
とに注意すべきである。

【００６２】図２１の段階２１０７で示されるプロセス
の次の段階では、重なり金属領域ＯＶＬｍｅｔ（図２２
の領域２２３１および２２３３、および図２４の領域２
４１１、２４１２、２４１３および２４１４等）、およ
び重なりギャップ領域ＯＶＬｇａｐ（図２３の領域２３
１１、２３１２、２３１３および１３１４等）を調べ、
このような重なり領域が拡大された境界領域を完全に包
み込めるか否かを決定する。もしそうできるならば、コ
ンタクトの対応する縁はエレクトロマイグレーション解
析から除外されるべきである。従って、図２４の例では
段階２１０７によって、各縁２４０２、２４０３および
２４０４が縁２４０１を除いてＯＶＬとして記され、そ
れは２４４１で示される関連する拡大された境界領域の
低い部分がＯＶＬｍｅｔ領域２４１１の外側に存在する
からである。

【００６３】次に段階２１０９において、ＯＬＶとして
記されているコンタクトの縁に近接する相互接続の金属
の部分がＯＶＬｃｕｔとして記され、それらはプロセス
から除外される。従って、図２４の例では重なり金属領
域２４１２、２４１３および２４１４のそれぞれはＯＬ
Ｖｃｕｔと記される。示したように残りの部分はコンタ
クトの縁２４０１であり、これは電流の方向２４２０に
垂直である。段階２１１１では、この残りの縁は、ｃｏ
ｎｔａｃｔＥｄｇｅとしてプロットされデータベースに
そのように記憶される。続く段階２１１３では、コンタ
クトの他の縁、即ち以前に段階２１０７でＯＶＬとして
記されたものはｃｏｎｔａｃｔＯｖｅｒｌａｐ縁とプロ
ットされる。

【００６４】電流に垂直にｃｏｎｔａｃｔＥｇｄｅ（段
階２１１１）が、また重なり領域ＯＶＬ（段階２１１
３）がプロットされた後、図２１のルーチンは比較的共
に近接し、特にＯＶＬｍｉｎを越えないで互いに離れて
いるコンタクトの複数のものの各々を拡大するように進
む。その結果、互いからＯＶＬｍｉｎの距離内の近接し
たコンタクトは効果的に共に拡大して単一の拡大化され
たコンタクトを形成するが、それは図２５に図示するよ
うに４つのコンタクトの配列２５０１、２５０２、２５
０３および２５０４が拡大されて縁２５１１、２５１
２、２５１３および２５１４を有する大型の領域ｃｏｎ
ｔａｃｔＲｅｇｉｏｎ２５１０となることを示してい
る。最後に、段階２１１７において、段階１６０４で以
前に定義した「合成コンタクト」がｃｏｎｔａｃｔＡｒ
ｅａとしてプロットされる。

【００６５】図１５のコンタクト測定ステートメント段
階１５０３（図２１では段階２１０１から段階２１１７
まで）に従うと、図１５のプロセスシーケンスは段階１
５０４へ進み、金属確証ステートメントを生成し、その
詳細は図２６のフロー図および付随的な図２７の回路パ
ターン図で示される。実際には、金属確証ステートメン
トルーチンの生成は、各エレクトロマイグレーションの
「金属」ルールにおいて、分離された枝の金属或いは
「切断金属」の縁、これは以前のｃｕｔＬａｙｅｒの縁
とは一致せずまたその金属の最小幅よりも小さい幅を有
するが、そのプロットを含む。このプロセスで使用する
エレクトロマイグレーションルールセット（或いはモデ
ル）は、複数のルールセットのうちから選んだ１つであ
り、例えば表１のブラックの法則モデルか或いは軍仕様
モデル（ここでは示していない）である。

【００６６】図２６のルーチンフロー（段階２６０１か
ら段階２６１０まで）では、段階２６０１（或いは軍仕
様の応用の場合は段階２６０５）のどちらからでも、最
小幅（Ｗ或いはＷ２）の最大値が、対応するエレクトロ
マイグレーションルールセットに従って提供され、段階
２６１０において金属層の実際の幅（縁間の分離）と比
較される。金属幅がルール最小幅Ｗよりも小さい場合は
どこでも、エラー値が生成され後述する枝測定ルーチン
で使用される。

【００６７】金属確証ステートメントが定義されると、
設計ルールチェックプロセスは、エレクトロマイグレー
ションルールを回路パターンレイアウトの幾何学図に応
用しエレクトロマイグレーションモデルで予想される故
障基準に対する電流に垂直な方向の枝の物理的な寸法を
測定するために必要な全てのステートメントおよび関連
データを有する。全てのプロセスにおけるこの最後の段
階の目的は、エレクトロマイグレーションによる故障が
発生する回路パターンの枝におけるエラー領域を図式的
に生成し、或いはそこにハイライトをつけることであ
る。さらに加えて、識別された故障の特徴部分をエレク
トロマイグレーションルールに従うようにするための寸
法の変更値が、表示されたレイアウト上に特定化され
る。

【００６８】図２８のプロセスフロールーチンおよびそ
れに伴う図２９の枝の回路パターン図を参照すると、Ｄ
ＲＣプロセスは上述した図１５のリストに示した組のよ
うにカスタム化されたステートメントを用いて動作す
る。段階２８０１では、図２９の２９０１で示すように
電流の方向に垂直な金属幅がチェックされる。次に、段
階２８０３では、チェックされる金属幅がエレクトロマ
イグレーションモデルで必要とされる最小幅よりも小さ
い幅を有するところではどこでも（例えば以前の述べた
ように図２６のフロールーチンで段階２６１０で生成さ
れたエラーによって特定化されるように）、エレクトロ
マイグレーションエラーの金属領域が、図２９の２９０
３で示されるハイライトされた境界領域の形式で、ユー
ザのグラフィックディスプレイ装置の回路パターンレイ
アウト上に生成される。段階２８０５では、コンタクト
測定ステートメントを生成する過程における段階１５０
３において集められたコンタクト測定の特質は、図２１
のフロー図で詳細化されているように、表２および表３
で示したコンタクト／ビアのエレクトロマイグレーショ
ンモデルセットに従って電流に垂直なコンタクト幅をチ
ェックするのに使用される。電流に垂直なコンタクト縁
の幅の寸法がエレクトロマイグレーションルールで特定
した最小幅よりも小さいところではどこでも、そのコン
タクトの縁は段階２８０７でエラー領域としてディスプ
レイ上にハイライト化される。

【００６９】表示された回路パターンレイアウト上にハ
イライト化されたエラー領域は、元のレイアウトの寸法
パラメータをモデルへ適用することによって引き出され
たもので、またモデルによって示された故障基準を満足
するために必要な実際の最小幅の寸法がユーザに提供さ
れる。従って、レイアウト設計者は、このデータを使用
してレイアウトの寸法を相互作用的に補正し（ハイライ
ト化された特徴部分の寸法を増加することを含む）さら
に修正されたレイアウト設計を生成できる。修正された
レイアウト設計が完成すると、上述のプロセスは更新さ
れたレイアウトに対して繰り返し行われ、レイアウトの
金属、コンタクトおよびビア領域の全ての寸法がそれら
に関連するエレクトロマイグレーションモデルを満足す
ることを確認する。付加的な調整が必要である場合、設
計者は、枝が全てのエレクトロマイグレーションルール
に基づく最小寸法の要求値に応じ或いはそれを越えられ
るまで、レイアウトを相互作用的に改良し続けかつプロ
セスを何度も走らせ続ける。本プロセスは、最終的な集
積回路レイアウト設計がＭＴＦ特性を満足すると証明で
きるように、設計者によって特定化されたレイアウトの
全ての枝に対して行われる。そして回路は確証された回
路パターンレイアウトに従って製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】集積回路として形成される能動および受動回路
素子の相互接続構成を示す簡易化電気回路図である。

【図２】任意の集積回路の一部の回路パターンを示す図
である。

【図３】回路レイアウトの各部分に流れる最大動作電流
を決定するための標準回路シミュレーションフローのフ
ローチャートである。

【図４】図３の動作シミュレーションフローから求めら
れた最大電流で注釈された図１に示す電気回路図であ
る。

【図５】図４の動作シミュレーションフローから求めら
れた最小金属幅の値で注釈された図１に示す電気回路図
である。

【図６】集積回路の回路パターンの枝が決定される相互
接続の回路パターンの比較的簡易化された構造を示す図
である。

【図７】ユーザが特定した回路のパターンの枝を規定す
るプロセスのフローチャートである。

【図８】図７のプロセスのフローチャートに関連した各
枝の回路パターンを示す図である。

【図９】ＣＡＤ装置プログラムに使用される回路パター
ンのパラメータのデータベースのこれに限定されること
のない例である。

【図１０】図７のプロセスのフローチャートに関連した
各枝の回路パターンを示す図である。

【図１１】切断領域の境界を確立するためのルーチンの
フローチャートである。

【図１２】図１１のプロセスのフローチャートに関連し
た枝のパターンを示す図である。

【図１３】回路パターンの各枝に流れる最大電流を決定
するためのルーチンのフローチャートである。

【図１４】図１３の最大電流決定ルーチンフローに関連
した多経路の枝による電流合成図である。

【図１５】カスタム設計ルールチェック（ＤＲＣ）ルー
チンの編集を示す図である。

【図１６】回路パターンの枝に存在する金属および全て
のコンタクト部材とみなされるものに対する切断ステー
トメントを生成するためのそれぞれのサブルーチンフロ
ー図である。

【図１７】図１６のサブルーチンの効果を示す図であ
る。

【図１８】図１６のサブルーチンの効果を示す図であ
る。

【図１９】接続抽出ステートメントを求めるための一組
のフローリストを示す図である。

【図２０】図１９のすつぞく抽出ルーチンの効果を示す
回路パターン図である。

【図２１】図１５のルーチンの詳細を示すフロー図であ
る。

【図２２】図２１のコンタクト測定ルーチンの効果を回
路パターンの枝のコンタクト幾何学図によって説明する
図である。

【図２３】図２１のコンタクト測定ルーチンの効果を回
路パターンの枝のコンタクト幾何学図によって説明する
図である。

【図２４】図２１のコンタクト測定ルーチンの効果を回
路パターンの枝のコンタクト幾何学図によって説明する
図である。

【図２５】４つのコンタクトの配列が１つのより大きな
ｃｏｎｔａｃｔＲｅｇｉｏｎに拡大される様子を示す図
である。

【図２６】金属確証ステートメントを生成するためのル
ーチンの詳細を示す図である。

【図２７】図２６のフロールーチンを説明する枝の回路
パターン図である。

【図２８】エレクトロマイグレーションルールを回路パ
ターンレイアウトの枝の幾何学図に適用するためのプロ
セスフロールーチンである。

【図２９】図２８のプロセスフロールーチンを説明する
枝の回路パターン図である。

【符号の説明】

１１バイポーラトランジスタ１３抵抗１５、１６回路要素領域２１半導体基板２３、２４、２５相互接続用金属に関連した層３１、３３コンタクトおよびビアの組４１Ｌ型部４２タブ部４３直線部５１、５３端６１、６３コンタクト領域７１下部領域８０１、８０２枝の端点８０３枝内の点１００１、１００２切断領域１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、
１２０６、１２０７、１２０８多角形の縁１２０１−１、１２０１−２、１２０２−２多角形の
座標１２１０点１７０１、１７０２、１８０１、１８０２切断領域１７００、１８００切断金属２２０１コンタクト２２０３金属２２１１、２２１３コンタクトの縁２２２１、２２２３金属の縁２２３１、２２３３重なり金属領域２３０１、２３０２、２３０３、２３０４コンタクト２３１１、２３１２、２３１３、２３１４ギャップ２４００コンタクト２４０１、２４０２、２４０３、２４０４コンタクト
の縁２４１１、２４１２、２４１３、２４１４重なり領域２４２１、２４２２、２４２３、２４２４境界領域２５０１、２５０２、２５０３、２５０４コンタクト２５１１、２５１２、２５１３、２５１４コンタクト
の縁２５１０ｃｏｎｔａｃｔＲｅｇｉｏｎ２９０１電流に垂直な金属幅２９０３エレクトロマイグレーション金属エラー領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/822 8832−4ＭＨ０１Ｌ 27/04 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）集積回路構造を半導体材料で形成
する過程において回路装置及び関連する相互接続のパタ
ーンの予備的なレイアウトを準備し、（ｂ）前記集積回路の動作を解析して該集積回路の各枝
における選択された動作状況に対する回路パラメータを
抽出し、（ｃ）前記段階（ｂ）で抽出した前記回路パラメータを
使用し、前記予備的なレイアウトのパターンを解析して
前記パターンの枝内において前記パターンの前記枝の選
択された特性が前記集積回路の所定の動作基準を満足し
ない場所を識別し、（ｄ）前記集積回路構造を半導体材料で形成する過程に
おいて回路装置及び関連する相互接続の前記パターンの
修正されたレイアウトを得るために、前記段階（ｃ）に
おいて前記選択された特性が前記集積回路の前記所定の
動作基準を満足しないと識別された前記パターンの各枝
の一部或いはそれ以上の部分の前記選択された特性を必
要に応じて修正し、（ｅ）前記段階（ｄ）で得られた回路装置および関連す
る相互接続の前記パターンの前記修正されたレイアウト
に従って前記集積回路構造を半導体材料で形成する各段
階より成る集積回路構造の製造方法。
【請求項２】前記段階（ｂ）は前記集積回路の動作を
解析して前記回路パラメータとして前記集積回路の各枝
における最大枝電流を抽出することを含み、さらに前記
段階（ｃ）は前記段階（ｂ）で抽出された前記最大枝電
流を使用して前記予備的なレイアウトのパターンを解析
して前記パターンの各枝内において前記パターンの前記
各枝内の相互接続の一部或いはそれ以上の部分の寸法を
前記集積回路の前記所定の動作基準を満足するために増
加させなければならない場所を識別することを含むこと
を特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記段階（ｃ）は前記予備的なレイアウ
トの枝の境界を画定し、また該境界が画定された枝に関
連する最大枝電流および前記集積回路の前記所定の動作
基準を使用して前記境界が画定された枝内で前記境界が
定められた枝内の相互接続の一部或いはそれ以上の部分
の寸法を前記集積回路の前記所定の動作基準を満足する
ために増加させなければならないか否かを決定すること
を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】前記段階（ｃ）は前記境界が画定された
枝に関連する最大枝電流および前記集積回路の前記所定
の動作基準を使用して前記境界が画定された枝内で前記
境界が画定された枝内の相互接続金属、コンタクトおよ
びビアの何れかの寸法を前記集積回路の前記所定の動作
基準を満足するために増加させなければならないか否か
を決定することを含むことを特徴とする請求項３記載の
方法。
【請求項５】前記段階（ｃ）は前記境界が画定された
枝内で前記境界が画定された枝内の相互接続の一部或い
はそれ以上の部分の寸法を前記集積回路の前記所定の動
作基準を満足するために増加させなければならない場所
を識別することをさらに含むことを特徴とする請求項３
記載の方法。
【請求項６】前記集積回路の前記所定の動作基準は、
所定の温度範囲に亘って前記境界が画定された枝を通る
最大電流と同じ大きさの電流に対して前記境界が画定さ
れた枝において少なくともエレクトロマイグレーション
を避けるのに必要な大きさの線の幅に対応することを特
徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】前記段階（ｂ）において抽出した前記回
路パラメータは、前記予備的なレイアウトの各枝を流れ
る最大電流に相当し、さらに前記段階（ｃ）は、前記予
備的なレイアウトの前記パターンを解析して前記レイア
ウトの枝内で前記枝の金属線、ビア或いはコンタクトの
何れかの寸法が所定の温度範囲に亘って前記枝を通る最
大電流と同じ大きさの電流に対して前記枝においてエレ
クトロマイグレーションを避けるに必要な大きさにない
場所を識別することを含むことを特徴とする請求項１記
載の方法。
【請求項８】前記段階（ｃ）は、前記枝が含まれる金
属線、ビアおよびコンタクトのそれぞれのものと独自的
に関連するエレクトロマイグレーションルールの組に従
って前記予備的なレイアウトの前記パターンを解析する
ことを含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】前記段階（ｃ）は、前記予備的なレイア
ウトの枝の境界を画定し、さらに該境界が画定された枝
に関連する最大枝電流、前記エレクトロマイグレーショ
ンルールの組および前記枝の物理的パターンを使用し
て、前記境界が画定された枝内の金属、ビア或いはコン
タクトのうち一部分或いはそれ以上の部分の寸法を前記
集積回路の前記所定の動作基準を満足するために増加さ
せなければならないか否かについての判断を行うことに
よって、該枝を通る電流の経路、エレクトロマイグレー
ションに特有の特質を決定することを含むことを特徴と
する請求項８記載の方法。
【請求項１０】前記段階（ｃ）において前記予備的な
レイアウトの枝の境界を定めることは、前記枝のある空
間だけ離れた端の点を選択し、相互接続の近接の部分を
有効的に連続した層に連続的に合成し、さらに前記枝の
前記ある空間だけ離れた端の点においてそれぞれの切断
領域を規定することを含むことを特徴とする請求項９記
載の方法。
【請求項１１】前記段階（ｃ）は、前記枝の前記端の
点において一組の切断領域を規定し、該切断領域の間で
前記枝が前記パターンから抽出され、また前記各相互接
続部分の材料に独自的に関連するエレクトロマイグレー
ションルールに従って前記抽出された枝が含まれる各相
互接続部分の幾何学的な特質を規定し、前記抽出された
枝内でコンタクトの特質を測定し、さらに該枝を通る電
流の方向を決定することを含むことを特徴とする請求項
９記載の方法。
【請求項１２】（ａ）集積回路構造を半導体材料で形
成する過程における回路素子及び関連する相互接続部材
のパターンの予備的なレイアウトを準備し、（ｂ）前記集積回路の動作を解析して該集積回路の各枝
における選択された動作状況に対する回路パラメータを
抽出し、（ｃ）前記回路レイアウトの枝のパターンの境界を画定
し、また前記段階（ｂ）において抽出した回路パラメー
タを使用し、さらに前記境界が画定された枝のパターン
を通る最大電流を設定し、（ｄ）一組のカスタム化された設計ルールチェック（Ｄ
ＲＣ）ステートメントを、前記境界が画定された枝のパ
ターン、該枝を通る最大電流および該枝が含まれる各相
互接続部材用のエレクトロマイグレーションルールに従
って、前記境界が画定された枝のパターンを流れる電流
の経路および前記境界を画定された枝のパターンの一部
或いはそれ以上の部分の寸法の修正の過程において使用
することになるエレクトロマイグレーション独自の測定
パラメータを決定するために編集し、（ｅ）前記段階（ｄ）で編集された前記カスタム化され
たＤＲＣステートメントを用いて設計ルールチェックプ
ロセスを実行し、またそれにより電流の方向に垂直な相
互接続部材の幅を決定し、さらに関連するエレクトロマ
イグレーションモデルに必要とされる最小幅よりも小さ
い幅を有する相互接続部材に応答して前記境界が定めら
れた枝のプロットにおいてエレクトロマイグレーション
エラー領域を生成し、（ｆ）前記境界が画定された枝のパターンレイアウトの
寸法を修正して金属、コンタクトおよびビア領域の寸法
が関連するエレクトロマイグレーションモデルを満足す
るような修正されたレイアウト設計を生成し、そして（ｇ）段階（ｆ）で得られた回路素子および関連する相
互接続の前記パターンの前記修正されたレイアウトに従
って、前記集積回路構造を半導体材料で形成する各段階
より成る集積回路構造の製造方法。
【請求項１３】前記段階（ｃ）において前記回路レイ
アウトの枝のパターンの境界を画定することは、該枝の
端の境界および前記回路パターンの相互接続部材の残り
から該枝が分離できる切断領域を設定するために、興味
ある該枝の対向する端の各位置を示すことを含むことを
特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】前記段階（ｃ）は、選択された端の点
に対して、該端の点の座標の直下の相互接続部材を識別
して該識別された相互接続部材のデータ層を確立し、ま
た前記選択された端の点の近傍において共に互いに重な
り合い或いは隣接する全ての相互接続の多様な相互接続
媒体を合体して連続的な相互接続部材を規定し、さらに
該端の点の真下の前記データ層として示された前記相互
接続部材に関連するエレクトロマイグレーションルール
を得ることを含むことを特徴とする請求項１３記載の方
法。
【請求項１５】前記段階（ｄ）は、興味ある該枝内に
存在する金属および全てのコンタクト部材と認識できる
ものに対する切断ステートメントを生成することを含
み、そのステートメントを通して該枝が前記相互接続パ
ターンの残りから切断されることが実行されることを特
徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】前記段階（ｄ）は、前記境界が画定さ
れた枝に対応するエレクトロマイグレーションのパラメ
ータリストにある全ての金属を合成金属層へ論理的に合
成することによって金属用切断ステートメントを生成し
さらに前記切断領域に相当する前記相互接続金属の部分
を合成金属層から除くことを含むことを特徴とする請求
項１５記載の方法。