TW451457B - Method to optimize the placement design by adjusting the reference routing - Google Patents

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Description

4.5 1 4ί> 7 五,發明說明(1) 發明領域: 本發明與一種積體電路佈局有關,特別是有關於一種 在導線佈婊基準之調整以使標準元件佈局設計最佳化之方 法。 發明背景: 在半導體製程技術中,積體電路的形成,特別是特殊 應用積體電路(application-specific integrated circuit;簡稱ASIC)’通常依據客戶要求之功能,先將標 f 準電路元件庫(standard cell library)及客戶提供之功 能方塊(functional block)佈局(placement)於晶片,接 著再進行佈線佈局(rout ing),最後由製程部門依據佈局 圖去進行實體製程◊這些基本標準電路元件庫,例如〇R、 NAND、NOR、AND、X0R、反相器邏輯閘、或者如正反器, 閂鎖(latches)順序電路元件等都屬之,或者其他相當之 元件等皆是。 一般而言’習知技術,為佈局一個反相器的基本標準 元件,約需要三條導線節距(p i t ch )之寬度,二條導線節 距則稍為不足。而一個二輸入、一輸出的N A N D邏輯閘約需 要四條導線節距之寬度’ NOR邏輯閘也是差不多這樣的寬 度。這是因為目前的基本標準元件佈局設計時,導線節距 寬度定義法,是依據層(via-to-via)拿τ屬導線之
第4頁 451457 :五、發明說明(2) 節距(p i t c h)做為規。 請參考,如圖一所示之示意圖,以0. 1 m製程,介 層洞寬wl為0·22/ζ m,包圍介層洞的金屬框邊(broad) w 2、w 3分別為 0. 0 5 /i ra 及 0.01// m,一金屬框邊(broad)至 另金屬框邊間隔s 1約0. 2 4 /c^~in,因此二個介層洞至另一介 - 一 …〆 層洞的導線節距則約為0. 5 6 // in,然而,一個反相器邏輯 閘所需的寬度則約為1. 1 m左右。因此,如果以習知技 術之佈局方法,將反相器邏輯閘安排於兩個導線節距之間 以節省面積,就必須允許複晶矽閘極以4 就 兩個導線節距不足的問題,如此才能節省元件佔用之面 積。然而,在0 . 1 5 // m、0 . 1 3 // m或更小的深次微米製程技 術規範,已不允許如此的做法。 同槔地,對N A N D邏輯閘而言,二輸入端之N A N D邏輯閘 的所需寬度約為1. 7 7 // m左右。因此以習知技術之佈局方 法而言,無疑的為使複晶矽閘極不產生45度角的轉彎,為 容納寬度約為1.77# m的NAND邏輯閘,四個導線節距 =2. 2 4/z m是必要的,即使因此會有一些空間的浪費。 上述傳統方法,對基本標準元件佈局而言,必須有一 些11不得不11的空#。而NAND邏輯閘、NOR邏輯閘及反 相器'邏輯閘又約佔所有基韦標準_丞件的.七成_罢1八立一。因 此,如何使得基本標準元件&的佈局更適當,將可決定最後
第5頁 _^ 4^l45y 五、發明說明(3) 晶片上的元件聚集度,或同樣元件數目之晶片大小。 為解決習知技術的空間利用問題,本發明將因此提供 一有效方法。 發明目的及概述:
本發明之目的係提供一種新的佈局依據’依據本發明 方法對基本標準元件佈局與佈線,叮以大幅改善習楚 不!密佈局的問題+。 ’ --一- 本發明揭露一種調整佈線基準,以使佈局設計最佳化 之方法,該方法包含以下步驟:首先統計所應真之基本標 卺元件的使用頻率,選出應用頻^柏掛較.篇_;^葙數藉1本 .標準元件,以做為佈-線依據;通閘或反4§—^ ,邏輯閘就屬於'出現於基本辱^^元林镅率啬高的蜂i,p 乎’ ϋ這兩種磾轉聞的大小找出最九公因數以做為跨越 複ΒΒ石夕之接觸洞節距之依攄_;_最___I再玉接觸洞.節距進行 導線之佈線基準》 · 一〜· 發明詳細說明: 有鑑於依據習知技術之設計規範,對於基本標準元件 的佈局,受限於現有之規範係以各導線層間連接之介層洞
第6頁 -4^1 457_— 五、發明說明(4) 節距做為依據,將使得佈局設計的空間產生一些浪費。本 發明所揭露之新的導線節距定義方法,可以解決上述的問 題。 發明人發現,由於,在0 . 1 5# m、0. 1 3# m或更小的深 次微米製程技術,每一基本標準元件胞核心體(core cell)幾乎都圍繞著五至六層,甚或七層或更多層的導 線,然而,決定晶片面積的主要關鍵係基本標準元件胞核 心.體的大小而不應是導線節距。 由於,反相邏輯閘,如圖二所示的佈局示意圖,係由 一 PM0S電晶體100和另一 NM0S電晶體110所構成之邏輯閘。 以0 . 1 5只m製程而言,邏輯閘寬度W 1約為1. 1 8# in,高度 (c e 1 1 h e i g h t) Η 1約為4. 3 2 # m,此外複晶閘極1 1 2兩側具 i有接觸洞11 5。而NAND邏輯閘以0. 1 5# m製程而言,請參見 i - · 圖三則是包含兩個相並聯的PM0S電晶體1 2 0 (複晶閘極1 22 間具有接觸洞1 2 5 )和兩個相串聯的NM0S電晶體i 3 0,(兩個 NM0S電晶體之複晶閘極間沒有接觸洞)。寬度大小因此係 決定於兩個相並聯的PMO S電晶體所佔的大小。N A N D邏輯閘 寬度與反相器邏輯閘相比係較寬,約為1. 7 7# m,高度則 保持和反相邏輯閘相同,仍約為4. 3 2私m。 此外,NOR邏輯閘(未圖示)和圖三NAND邏輯閘相類 似,包含兩個相串聯的PM0S電晶體和兩個相並聯的NM0S電
第7頁 451457 五、發明說明(5) 晶體,因此,NOR邏輯閘寬度決定於兩個相並聯的NMOS電 晶體,邏輯閘寬度約和NAND邏輯閘相同,同為1. 77仁ra, 高度則保持不變,仍約為4. 3 2# m。而一如發明背景所 述,NAND邏輯閘、NOR邏輯閘及反相器邏輯閘又約佔所有 基本標準元件的七成至八成。 因此,如能使N A N D邏輯閘、N 0 R邏輯閘及反相器邏輯 閘做最佳的佈局排列,應可使佈局最佳化。發明人發現上 述三種基本標準元件具有一最大公因數0.5 9/z m。此外, 由NAND邏輯閘或NOR邏輯閘組成的b型正反籍,大小也/正好 為1 7倍公因數之大小,即0 . 5 rax 1 7 = 1 0 . 0 3// m。因此, 本t發明提出一種以基本標準元件(NAND邏輯閘及反相器邏 輯閘)跨過複晶矽的兩個接觸洞做為佈線基準,應是最合 理,也最適當的佈線基準,而不應是連接導線層與導線層 之間的介層洞來做為基準。 因此,依據,本發明的一較佳實施例所設計之接觸洞 節距為0. 5 9 /z jq,請參考圖四所示的示意圖,接觸洞節距 由1 / 洞寬5 0 +接觸洞邊緣至包圍接觸洞的區域之邊緣
寬6 0 +間隙7 0 +接觸洞邊緣至包圍接觸洞的區域之邊緣寬6 0 + 1 / 2接觸洞寬5 0。其t間隙7 0約為0 . 2 4# ,因此接觸洞節 距=1/2(0.18) + 0.085+ 0.24 + 0.085 + 1/2(0.18) = 0.59// m。其中,間隙70指的是主動區(active region) 和主動區之間的距離(請同時參見圖二及圖三)。 4 5 145 7 五、發明說明(6) 以上所舉的實施例.係以兩個輸入端的NAND邏輯閘及— 個輸入端的反相器邏輯閘做為說明,事實上對於三個 (PMOS電晶體有三條複晶閘極)或四個輸入端的NAND邏輯閑 (PMOS電晶體有四條複晶閘極),也同樣適用,例如前者約 需 4x 0.59/i m = 2.36/z m’ 後者則是 5x 0.59仁 m = 2.95从 m。依此類推。 本發明的觀念也可以推廣如下:對只有一輸入端的反 相器邏輯閘(一複晶矽閘極及跨複晶矽閘極兩側的接觸 洞;如第二圖)巧以視為兩個寬度單位,而二輸入端的 NAND邏輯閘則三個寬度單位(二複晶矽閘極及跨複晶矽閘 極的接觸洞三縱列;如第三圖),三輸入端的NAND邏輯閘 (跨複晶矽閘極的接觸洞四縱列)則是四個寬度單位,依此 類推。 本發明方法依據上述基本標準元件共同之公因數去定 義導線節距,除了比習知技術的介層對介層更為緊密外, 尚可以因此設計〆種對稱性基板接觸洞(s u b s t r a ΐ e contact)共用的關念’請參考圖五所示的示意圖。這些基 板接觸洞位於導線1 4 5節距及基本標準元件胞的邊緣1 4 7之 交會點(為方便説明’請注意圖中僅示容納基本標準元件 的位置而不是元件本身’以下也同),以提供接觸洞上下 位置之基本標準元件共用該基板接觸洞。
4 5 1 45 7 五、發明說明(7) • i.v^hrr . 仍請參考圖五所示的示意圖,當自動佈局和佈線 (placement and routing)時提供上面的基本標準元件胞 (位置)1 5 0和和下面的基本標準元件胞(位置)丨6 〇共用中間 的基板接觸洞170B’以做為共用電源連接端或共用參考接 地端。設計者可以視需要才連接所需要的基板接觸洞 1 7 0 B,同樣地’接觸洞1 7 0 A則由基本標準元件胞1 5 〇和其 上面基本標準元件胞(未圖示)共用。基板接觸洞1 7 〇 c則是 基本標準元件胞1 6 0和其下面基本標準元件胞(未圖示)共 两。這樣可以更為節省空間’此外,由於共享基板接觸洞 密集’因此可靠度可以更加提高,且不增加額外面積。 本發明具有以下之優點: (1 )本發明以,觸洞對接觸酒距定義導線節距,因 此’可以使基本標準元件佈置於接觸洞對接觸洞的節距之 間’因此可以達到最緊密佈局要求。 (2) 本發明之方法由於是依據最常用之基本標準元件胞寬 度’彼此之衣大公因數去定義導線節距(接觸洞對接觸 洞)’而不是以導線層和導線層之間連接的介層洞去定 義,因此即使基本標準元件尺寸變更,也可以輕鬆應用本 發明之方法去修改,且仍然可以維持最佳佈局(cel!玄〇 ce 1 1最緊密)的狀態。 (3) 本發明因為共用基板接觸洞,且基板接觸洞數量大 增’因此’更可提向晶片内元件的可靠度。
第10頁 4 5 1 45 7 五、發明說明(8) 本發明以較佳實施例說明如上,而熟悉此領域技藝 者,在不脫離本發明之精神範圍内,當可作些許更動潤 飾,其專利保護範圍更當視後附之申請專利範圍及其等同 領域而定。
第11頁 ..4 5 1 45 7 圖式簡單說明 本發明的較佳實施例將於下列之說明文字中輔以下列圖形 做更詳細的闡述: 圓一顯示依據傳統方法,導線節距(pi tch)係依據連 接導線層之間的介層節距定義。 圖二顯示依據本發明之實施例之反相器邏輯閘‘佈局 圖。 圖三顯示依據本發明之實施例之NAND邏輯閘佈局圖。 圖四顯示依據本發明之實施例之接觸洞節距放大之說 明圖。 圖五顯示依據本發明之實施例,定義於導線節距之基 板接觸洞以提供上下基本標準元件共用之示意圖。
第12頁

Claims (1)

  1. 4 5 1 45 7 六、申請專利範圍 1. 一種調整佈線基準以使佈局設計最佳化之方法,該方 法至少包含以下步驟: 統計所應用之基本標準元件的使用頻率(次數),選出 應用頻率(次數)相對較高之複數種基本標準元件,以做為 佈線依據; 依據該被選出之複數種基本標準元件胞寬度之最大公 因數做為接觸洞節距之依據;及 依接觸洞節距進行導線之佈線基準。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中上述之基本標準元 件至少包含選自OR、NAND、NOR、AND、XOR、反相器邏輯 閘、正反器,閂鎖(latches)及其組合所組成之族群其中 之一種。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中上述之頻率(次數) 相對較高之複數種基本標準元件至少包含反相邏輯閘、 NAND、NOR其中之一種。 4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中上述之基本標準元 件胞寬度係以跨越複晶矽閘極之兩接觸洞之節距為基本寬 度單位。 5. 如申請專利範圍第1項之方法',更包含在導線節距及基 本標準元件胞邊緣之交會點,預設基板接觸洞(substrate
    第13頁 45 1 45 7 六、申請專利範圍 contact) »以提供接觸洞上下位置之基本標準元件共用該 基板接觸洞。 6. —種調整佈線基準以使佈局設計最佳化之方法,該方 法至少包含以下步驟: 依據反相器邏輯閘及NAND邏輯閘寬度之最大公因數做 為接觸洞節距之依據;及 依接觸洞節距進行導線之佈線基準。 7. 如申請專利範圍第6項之方法,其中上述之N AND邏輯閘 至少包含二個輸入一輸出或三個輸入一輸出或四個輸入一 輸出的NAND邏輯閘其中之一種。 8. 如申請專利範圍第6項之方法,其中上述之反相器邏輯 閘寬度係以跨越複晶矽閘極之兩接觸洞之節距為基本寬度 單位β 9. 如申請專利範圍第6項之方法,更包含在導線節距及基 本標準元件胞邊緣之交會點.,預設基板接觸洞(substrate contact ),以提供接觸洞上下位置之基本標準元件共用該 基板接觸洞。 10. —種調整佈線基準以使佈局設計最佳化之方法’該方 法至少包含以下步驟:
    第14頁 '4 5 145? 六、申請專利範圍 依據跨越複晶矽閉極之兩接觸洞之節距做為基本寬度 單位;及 依據該接觸洞節距進行導線之佈線基準。 r— 11.如申請專利範圍第1 0項之方法,更包含在導線節距及 基本標準元件胞邊緣之交會點,預設基板接觸洞 (substrate contact),以提供接觸洞上下位置之基本標 準元件共用該基板接觸洞。 η
    第15頁
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231741B2 (ja) * 1999-06-28 2001-11-26 エヌイーシーマイクロシステム株式会社 スタンダードセル、スタンダードセル列、スタンダードセルの配置配線装置および配置配線方法
DE10159699A1 (de) * 2001-12-05 2003-06-26 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung
US6883156B1 (en) * 2002-05-31 2005-04-19 Mips Technologies, Inc. Apparatus and method for relative position annotation of standard cell components to facilitate datapath design
US7325214B2 (en) * 2005-02-03 2008-01-29 United Microelectronics Corp. Method for realizing circuit layout using cell library
US7287237B2 (en) * 2005-02-24 2007-10-23 Icera Inc. Aligned logic cell grid and interconnect routing architecture
US8631383B2 (en) * 2008-06-30 2014-01-14 Qimonda Ag Integrated circuits, standard cells, and methods for generating a layout of an integrated circuit
JP5410082B2 (ja) * 2008-12-12 2014-02-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路装置
US8726217B2 (en) 2011-01-20 2014-05-13 GlobalFoundries, Inc. Methods for analyzing cells of a cell library
US8835996B2 (en) 2011-12-28 2014-09-16 United Microelectronics Corporation Integrated circuit configuration having extension conductor structure and fabricating method thereof
US9032353B2 (en) 2013-10-10 2015-05-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and system for three-dimensional layout design of integrated circuit elements in stacked CMOS

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666393B2 (ja) * 1986-05-23 1994-08-24 日本電気株式会社 レイアウト設計における配置改良方法
JP3063828B2 (ja) * 1997-03-27 2000-07-12 日本電気株式会社 集積回路の自動概略配線方法
JP3564295B2 (ja) * 1998-05-22 2004-09-08 富士通株式会社 セル配置装置及び方法並びにセル配置プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
US6324677B1 (en) * 1999-02-23 2001-11-27 Agere Systems Guardian Corp. Integrated circuit layout design
US6321371B1 (en) * 1999-07-01 2001-11-20 Agilent Technologies, Inc. Insertion of spare logic gates into the unused spaces between individual gates in standard cell artwork
US6385761B1 (en) * 1999-10-01 2002-05-07 Lsi Logic Corporation Flexible width cell layout architecture

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