CN101355077A - 半导体装置的设计方法及半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体装置及该半导体装置的设计方法。通过让为了达到面积率而插到布线层的空闲区域的虚设金属布线有两个或者两个以上的地方连接在VDD或者VSS的电源布线上，便既能谋求电源布线的增强，又能达到所规定的面积率。因此，本发明提供了一种确保图案的面积率大于等于规定值、执行压降对策的半导体装置以及半导体装置的设计方法。

Description

半导体装置的设计方法及半导体装置

本申请是申请号为“200510092631.1”，申请日为2005年8月19日，发明名称为“半导体装置的设计方法及半导体装置”之申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种设置了虚设金属布线的半导体装置及其设计方法。

背景技术

伴随着高集成化半导体装置(LSI)的微细化和高集成化的发展，越来越需要形成微细且复杂的图案。在这一状况下，为了形成与掩模设计完全一样的图案，工艺条件受到的制约就越来越多。例如，在形成布线图案的时候，多晶硅膜、铝膜、金属硅化物层等导电性膜之后，再利用光刻法形成所希望的掩模图案、进行蚀刻，以形成布线图案。

在布线图案的蚀刻工序中，导电性膜中不被掩模覆盖露出的部分被选择性地除去。但即使将蚀刻工序的各个条件最佳化，蚀刻速度也会由于形成掩模的区域相对整个衬底面的密度(面积率)的不同而出现偏差。因此会出现无论掩模形成区域的密度过高还是过低，蚀刻精度都下降的不良现象。

在形成扩散层时也发生同样的不良现象。若为形成扩散层的离子注入区域很小，离子就会集中，而得不到所希望的扩散分布曲线。有时会这样。

另一方面，为将基板表面平坦化，有人提出了化学机械研磨法(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。在该方法下，在利用涂敷法或者CVD法等在基板上面形成绝缘膜之后，边机械地研磨边化学地蚀刻而将表面平坦化。但是，在是铝布线的情况下，若下层的布线层的图案密度很小，存在图案的布置面积未达到规定面积的区域，则即使形成很厚的绝缘膜，也不能利用CMP平坦化，有时，没有布线图案的区域就一直处于凹陷状态。

在此，为了满足对每一个工艺所规定的布线图案的密度，有人提出了将虚设图案设在LSI的空闲区域的方法。例如，在专利文献1等中，提出了以下方法。即让虚设图案形成在充分大的空地上，空地大到不会由于虚设金属布线的形成而受电容的影响，这是一种方法。还有一种方法就是为减少布线间电容而布置虚设图案。

《专利文献1》特开平5-343546号公报

然而，现在的高集成化LSI中，基本上不存在电容不会对既存电路造成影响的空闲区域，而且，仅在受电容影响的空闲区域形成虚设图案，也不可能达到对每一个工艺条件所规定的布线图案的面积率。

如此，在产生虚设图案之际，在既存电路中也是边考虑电容，边产生虚设图案。现状是为了尽可能地减少布线间电容，很多情况下都要产生点状的浮置节点虚设图案。除了用来达到对每一个工艺条件所规定的布线图案的面积率以外，尚未有其它用途。

在现在的微细工艺下的LSI设计中，会由于电源电压的下降而产生微小的压降(IR-Drop)，电路就不能按希望去工作。这是一个问题。为了解决这一问题，有效的做法就是为确保动作容限而在空闲区域增强电源。而且，为吸收杂音而在电源布线间形成非耦合电容也是一有效的手段。

但是，在现有的面积率调整过程中，布置在空闲区域的虚设图案是点状的浮置节点虚设图案，是为达成面积率使用空闲区域，故布置虚设图案后再增强电源是极其困难的。而且，一般情况下，电源增强用布线不是边考虑着图案的面积率边产生的，故即使过度地增强电源之后再去调节面积率，要达成图案的面积率也有很多困难，结果是不得不进行大幅度地修改设计。

发明内容

本发明的目的，在于：提供一种边确保图案的面积率大于等于规定值，边实施压降对策的半导体装置、及半导体装置的设计方法。

本发明的第一半导体装置，包括：电源电压提供部；多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地，设在多个布线层内且布置为方格状；第一虚设金属布线，至少设在所述多个布线层的一个布线层中，在两个以上的地方与所述电源电压提供部连接或者接地。

这样一来，通过设置虚设金属，就既能使图案的面积率大于等于规定值，又能增强方格状电源。例如若将第一虚设金属布线连接到电源电压提供部，在仅有连接到VDD上的电源线导致大幅度压降的情况下等就很有效。

还包括还包括第二虚设金属布线，该第二虚设金属布线至少设在所述多个布线层的一个布线层中，在两个以上的地方连接在极性与所述第一虚设金属布线相反的电源上。这样做，就能在设有第一虚设金属布线的布线层和设有第二虚设金属布线的布线层之间形成布线间电容。

所述第一虚设金属布线和所述第二虚设金属布线设在不同的布线层中。这样做，就能防止由于布线短路导致合格率下降。

还包括电气孤立的浮置节点虚设金属布线，该浮置节点虚设金属布线被设在没有形成所述第一虚设金属布线和所述电源线的布线层内。这样做，在信号布线等很拥挤的布线层就能设置浮置节点金属布线，达到规定的面积率，而且能够增强方格状电源。

还包括第三虚设金属布线，该第三虚设金属布线至少设在所述多个布线层的一个布线层中，在两个以上的地方连接在极性与所述第一虚设金属布线相反的电源上；形成有所述第一虚设金属布线的布线层和形成有所述第三虚设金属布线的布线层交替叠层。这样做，就能对方格状电源采取充分的压降对策，且在设在上下相邻的布线层内的虚设金属布线之间形成布线间电容。

本发明的第二半导体装置，包括：多个布线层；电源电压提供部；以及多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状；当设所述电源线中连接在所述电源电压提供部的电源线为第一电源线，设接地的电源线为第二电源线时，在一个布线层内设置了多组由所述第一电源线和所述第二电源线构成的组，将两条所述第一电源线和两条所述第二电源线相邻配置；在相邻的所述第一电源线之间设置了连接在所述电源电压提供部的第一虚设金属布线；在相邻的所述第二电源线之间设置了接地的第二虚设金属布线

这样一来，便能对方格状电源采取压降对策。而且，即使虚设金属布线和夹着该虚设金属布线的电源线接触，异电源间也不会发生短路。故能够防止合格率下降。

本发明的第三半导体装置，包括：多个布线层；电源电压提供部；

设在中央部的能动元件；输入/输出单元，用以发送和接收来自外部的信号及来自所述能动元件的信号；多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状。设置在布置在所述中央部周围的外围区域；虚设金属布线，设在所述外围区域，在两个以上的地方与所述电源电压提供部连接或者接地；以及电气孤立的浮置节点虚设金属布线，设置在所述外围区域以外的区域。

这样做，便充分地增强了电源取出部分的方格状电源，故能够抑制在中央部产生的压降。而且，因为设置了设计自由度很高的浮置节点虚设金属布线，故很容易实现规定的面积率。

所述第一虚设金属布线还设在没有形成所述电源线的布线层内。这样做，在搭载有半导体装置的半导体芯片的外周作为死空间残留下来的情况下，也能更有效地对中央部采取压降对策。

本发明的第四半导体装置，包括：

多个布线层；

电源电压提供部；

1个或者多个虚设金属柱，穿过所述多个布线层。与所述电源电压提供部连接或者接地；以及虚设金属布线，与所述虚设金属柱的一个连接，形成在一个布线中，而不会越过另一布线层。

这样一来，在加工布线层修正电路的情况下，将虚设金属布线切断，就很容易修正。

所述虚设金属柱，包括连接在所述电源电压提供部的第一虚设金属柱和接地的第二虚设金属柱；设有连接在所述第一虚设金属柱的所述虚设金属布线的布线层与设有连接在所述第二虚设金属柱的所述虚设金属布线的布线层交替叠层。

这样做，就能在连接在所述第一虚设金属柱和第二虚设金属柱的虚设金属布线之间形成布线间电容。

本发明的第五半导体装置，包括：多个布线层；信号布线；以及电气孤立的浮置节点虚设金属布线，设置在形成有所述信号布线的布线层的上层或者下层；俯视时，所述浮置节点虚设金属布线和所述信号布线不重叠。

这样做，在装置的微细化的进一步发展，层间绝缘膜厚变薄的情况下，也能防止在信号布线和浮置节点虚设金属布线之间产生布线间电容。因此，能够抑制发生信号延迟。

所述浮置节点虚设金属布线中与所述信号布线交差的交差部分被除去。这样做，就能除去信号布线和浮置节点虚设金属布线之间的重复部分。

本发明的第六半导体装置，包括：信号布线和与所述信号布线形成在同一层布线层内的虚设金属布线。形成有口朝着所述信号布线开的孤立接触孔和与所述孤立接触孔形成在同一层内、口朝着所述虚设金属布线开的接触孔。这样做，能够抑制发生接触孔不良，防止合格率下降。

本发明的半导体装置的设计方法，利用具有输入部、压降解析部、电源路径探索部、虚设金属布线产生部以及输出部的电脑进行。包括：步骤a，将所述半导体装置的虚设金属布线产生前平面布置数据输入到所述输入部；步骤b，所述压降解析部，对所述虚设金属布线产生前平面布置数据加以解析，确定出所述半导体装置中电源供给不足的地方；步骤c，所述电源路径探索部，探索用虚设金属布线对所述半导体装置中电源供给不足的地方增强电源的电源路径和极性；以及步骤d，所述虚设单元产生部，根据在所述步骤c中所决定的路径和极性产生所述虚设金属布线的平面布置。

根据该方法，就能够在电源供给不充分的地方形成连接在电源电压提供部或者接地的虚设金属布线，故能够更有效地采取压降对策。

本发明的第七半导体装置，包括：第一信号线，形成在第一布线层；第二信号线，形成在第二布线层；第一接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间，将所述第一信号线与所述第二信号线连接；和第二接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间；所述第二接触块在电气上与所述第一信号线和所述第二信号线孤立。

本发明的第八半导体装置，包括：第一信号线，形成在第一布线层；第二信号线，形成在第二布线层；第一接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间，将所述第一信号线与所述第二信号线连接；和第二接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间；所述第二接触块在电气上与所述第一信号线连接，而与所述第二信号线孤立。

-发明的效果-

如上所述，本发明的半导体装置，包括：连接在电源电压提供部或者接地的虚设金属布线。故既能增强电源线，又能使图案的面积率大于等于规定值。因此，能够利用蚀刻、CMP进行加工，不发生不良现象。

附图说明

图1是一显示本发明的第一个实施例所涉及的半导体装置的图。

图2是一显示本发明的第二个实施例所涉及的半导体装置的图。

图3是一显示本发明的第三个实施例所涉及的半导体装置的图。

图4是一显示本发明的第四个实施例所涉及的半导体装置的设计方法的流程图。

图5是一显示用以进行第五个实施例所涉及的半导体装置的设计方法的电脑的结构的方框图。

图6是一显示本发明的第六个实施例所涉及的半导体装置的图。

图7是一显示本发明的第八个实施例所涉及的半导体装置的图。

图8是一显示本发明的第九个实施例所涉及的半导体装置的图。

图9是一显示本发明的第十个实施例所涉及的半导体装置的立体图。

图10是显示本发明的第十一个实施例所涉及的半导体装置的图。

具体实施方式

下面，参考附图，详细地说明本发明的实施例。

(第一个实施例)

图1是一显示本发明的第一个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置是LSI。该半导体装置包括：连接在电源电压提供部(VDD)、设在第一布线层内的布线层上层虚设金属布线101；接地(VSS)、设在第二布线层内的布线层下层虚设金属布线102。在该例中，在第二布线层上或者上方设置了第一布线层，在布线层上层虚设金属布线101和布线层下层虚设金属布线102中俯视时相互重合的部分之间形成布线间电容103。在第一布线层在第二布线层正上方的情况下，布线间电容103最大。但也可在第一布线层和第二布线层之间设1到2层的布线层，或者两层以上的布线层。该实施例的半导体装置具有在两层或者两层以上的布线层内布置为方格状的电源线。

布线层上层虚设金属布线101有两个或者两个以上的地方连接在所述电源电压提供部；布线层下层虚设金属布线102有两个或者两个以上的地方接地。这里，若为了谋求电源供给的稳定化仅在一个地方连接，则电源路径确立不起来，也就难以谋求稳定化。因此，通过在两个或者两个以上的地方连接在电源电压供给部或者接地，靠一个地方的连接谋求不到稳定化的那一部分的电源路径确立了起来，从而能够谋求电源的稳定化。

该虚设金属布线由铝、铜、多晶硅等导电体构成。

在上述结构下，能够形成虚设金属布线使图案的面积率大于等于规定值，且能够增强LSI的方格状电源线。而且，能够在第一布线层和第二布线层的临界面形成布线间电容。这样一来，无需将电容单元等插在电源电压布线和接地布线之间，即能让电源稳定化。而且，通过由布线层来区分虚设金属布线的极性，就能防止在同一个布线层内发生布线短路，从而能够防止合格率下降。

补充说明一下，在图1所示的例子中，让上层布线层内的虚设金属布线连接到电源电压提供部，让下层布线层内的虚设金属布线接地。除此以外，让上层布线层内的虚设金属布线接地，让下层布线层内的虚设金属布线连接到电源电压提供部，也能收到同样的效果。

补充说明一下，在该实施例中，以具有连接在电源电压提供部的布线层上层虚设金属布线101和接地的布线层下层虚设金属布线102的情况为例进行了说明。在仅有连接在电源电压提供部的电源线大幅度地产生压降的情况等下，仅设置连接在电源电压提供部的虚设金属布线，对电源的稳定化也很有效。

另外，也可以将布线层上层虚设金属布线101和布线层下层虚设金属布线102布置在同一个布线层内。

(第二个实施例)

图2是显示本发明的第二个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置是LSI。该半导体装置包括：有两个或者两个以上的地方连接在电源电压提供部(VDD)或者接地、设在第一布线层内的布线层上层虚设金属布线201；和从电源电压提供部或者接地孤立出来、设在第二布线层内的布线层下层浮置节点虚设金属布线202。在形成上述布线层上层虚设金属布线201之际，将它连接在电源电压提供部和接地中任一个较容易连接的地方。而且，浮置节点虚设金属布线设在未形成方格状电源线的布线层中。其它构成和第一个实施例所涉及的半导体装置一样。

在该结构下，通过设置布线层上层虚设金属布线201，方格状电源即被增强。

另一方面，对布线层下层而言，有可能产生以下弊端。因为信号布线很拥挤，即使为增强方格状电源，要形成连接在电源电压提供部或者接地的虚设金属布线，也确保不了充分的连接地方，从而达不到图案的面积率。相对于此，在该实施例的半导体装置中，因为形成了浮置节点虚设金属布线这样的不属于任何极性的虚设金属布线，故能够达到所希望的面积率。因此，与第一个实施例相比，能够更有效地施行压降对策、达到面积率。

(第三个实施例)

图3是一个显示本发明的第三个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置是LSI。该半导体装置包括：连接在电源电压提供部(VDD)，设在第一布线层内的第一布线层上层虚设金属布线301；接地(VSS)，设在与第一布线层上层虚设金属布线301不同的布线层内(例如第二布线层)的第二布线层上层虚设金属布线302；以及从电源电压提供部或者接地孤立出来、设在第二布线层内的布线层下层浮置节点虚设金属布线303。在该例中，第一布线层设在第二布线层上。而且，在第一布线层上层虚设金属布线301和第二布线层下层虚设金属布线302中相互接近的部分之间产生布线间电容304。

在形成虚设金属布线时，让第一布线层上层虚设金属布线301形成为在两个或者两个以上的地方连接在电源电压提供部的虚设金属布线，让第二布线层上层虚设金属布线302形成为在两个或者两个以上的地方接地的虚设金属布线。这样一来，在所述虚设金属布线之间就产生布线间电容304。

另一方面，在第一布线层的下层形成布线层下层浮置节点虚设金属布线303。

在第二个实施例的半导体装置中，采用的是让上层即第一布线层的虚设金属布线连接到电源电压提供部或者连接到接地二者中较容易连接的那一方的方法。在该实施例的半导体装置中，通过设置连接到极性互逆的电源上的第一布线层上层虚设金属布线301和第二布线层上层虚设金属布线302，就构成了能够对方格状电源施行充分的压降对策、且在上层布线层间形成很大的布线间电容这样的结构。

对于下层即第二布线层而言，通过和第二个实施例一样形成电气上浮置的虚设金属布线，即能充分地满足面积率的条件。

在以上结构下，所实现的半导体装置就是这样的，与第二个实施例的半导体装置相比，能执行更有效的压降对策且更容易达成面积率。

(第四个实施例)

图4是一显示本发明的第四个实施例所涉及的半导体装置的设计方法的流程图；图5是一显示用以进行该实施例所涉及的半导体装置的设计方法的电脑的结构的方框图。

如图4所示，在该实施例的设计方法中，依次进行利用电脑404的压降解析步骤401、电源路径探索步骤402以及虚设金属布线产生步骤403。而且，如图5所示，电脑404包括：输入虚设金属布线产生前平面布置数据501的输入部、压降解析部502、电源路径探索部503、虚设金属布线产生部504、以及用以输出虚设金属布线产生后平面布置数据505的输出部。

下面，对该实施例的半导体装置的设计方法进行详细的说明。

首先，将形成虚设金属布线之前的半导体装置的平面布置数据(虚设金属布线产生前平面布置数据501)输入到输入部。

接着，压降解析部502对虚设金属布线产生前平面布置数据501加以解析，确定出电源供给不够的地方(压降解析步骤401)。

接着，电源路径探索部503，探索为了用虚设金属布线对电源供给不足的地方进行最佳的电源增强的电源路径和极性。

最后，虚设金属布线产生部504，基于在电源路径探索中所决定的径路和极性，在布线层上层(第一布线层)产生连接在电源电压提供部或者接地的虚设金属布线的平面布置。从输出部输出这里所得到的虚设金属布线产生后平面布置数据。

对布线层下层(第二布线层)而言，在上述步骤结束后，适当地产生浮置节点虚设金属布线。

在第三个实施例所涉及的半导体装置中，通过在布线层上层形成虚设金属布线而执行了压降对策，但是没有考虑到方格状电源的哪一个地方电源供给不足，因此并不能说第三个实施例所涉及的半导体装置执行了最佳的压降对策。相较于此，在用该实施例的方法制造的半导体装置中，通过在形成虚设金属布线之前进行压降解析、电源路径探索，就能在确认出施加最佳的压降对策的地方之后，形成虚设金属布线。

如上所述，在该实施例的半导体装置中，执行了更有效的压降对策，且和第三个实施例的半导体装置一样，很容易确保图案的面积率。

(第五个实施例)

在该实施例的半导体装置中，使设在上下两个布线层的方格状电源的电源构成为VSS/VDD、VSS/VDD或者VDD/VSS。交替着相邻地敷设各个电源布线组，使其在同一个布线层内成为VSS/VDD、VSS/VDD或者VDD/VSS、VSS/VDD。

该实施例的布线结构，是优先布线方向在上层、下层正交的结构，成为在上层和下层各个电源布线交差着的样子。这里，在产生虚金属布线之际，在上层，在VDD和VDD之间形成连接到VDD的虚设金属布线，在VSS和VSS之间形成连接到VSS的虚设金属布线。

这样一来，通过例如在由方格状电源夹起的地方产生极性和方格状电源一样的虚设金属布线布线，则即使出现了虚设金属布线布线和方格状电源接触的情况，异电源间也不会发生短路，从而能够防止合格率下降。

(第六个实施例)

图6是一显示本发明的第六个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置是形成在半导体芯片601上的LSI。形成有形成了能动元件等的中央部603和外围区域602。该外围区域602设置在中央部603的周围，相当于将半导体芯片601的输入/输出单元的电源取出部分。而且，该实施例的半导体装置，具有在两个或者两个以上的布线层内方格状地布置着的电源线。在第一布线层的外围区域602设置了连接到电源电压提供部的虚设金属布线布线；在第一布线层的下层即第二布线层的外围区域602设置了接地的虚设金属布线布线。而且，中央部603上形成有电气上处于浮游状态的浮置节点虚设金属布线。

根据该实施例的半导体装置，因为借助被供给了电源电压或者接地电压的虚设金属布线布线充分地增强了电源取出部分的方格状电源，故能够抑制在半导体芯片601的中央部603产生的压降。而且，通过在半导体芯片601的中央部603形成设计自由度很高的浮置节点虚设金属布线布线，便很容易达成规定的面积率。补充说明一下，在上述例子中，在中央部603仅形成浮置节点虚设金属布线布线。不仅如此，可根据需要，在中央部603形成连接到电源电压提供部或者接地的虚设金属布线。

补充说明一下，以在一个布线层设置连接到电源电压提供部或者接地中之一的虚设金属布线为例进行了说明，不仅如此，还可将连接到电源电压提供部的虚设金属布线和接地的虚设金属布线设置在一个布线层的外围区域内。

(第七个实施例)

在本发明的第七个实施例所涉及的半导体装置中，在产生虚设金属布线的时候，利用所有的布线层在相当于半导体芯片601的电源取出部分的外围区域602(参考图6)形成连接到电源电压提供部或者接地的虚设金属布线。这里，“利用所有的布线层形成虚设金属布线”，意味着有多个布线层时在所有的布线层形成虚设金属布线。一般情况下，方格状的电源布线形成在上层的布线层中的时候很多。但在该实施例的半导体装置中，虚设金属布线也连接到用到标准单元等上的第一层的电源布线上。虚设金属布线也设在未形成电源线的布线层内。另外，半导体芯片601的中央部603形成有浮置节点虚设金属布线。

在半导体芯片中的SRAM等硬宏块(hard macro)的布置方法下，有时，半导体芯片的外围部分作为死空间残留下来而形成了无用的区域。利用该实施例的结构，在半导体芯片的外围区域作为死空间残留下来的情况下，也能利用所有的布线层形成连接到电源电压提供部或者接地的虚设金属布线。因此，执行压降对策的效果会比第六个实施例所涉及的半导体装置还大。

(第八个实施例)

图7是一显示本发明的第八个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置包括：设在布线层内的信号布线拥挤度很低的地方、连接在电源电压提供部(VDD)且穿过多个布线层的VDD虚设金属柱701；一次也没有超过布线层、连接在VDD虚设金属柱701上的VDD虚设金属布线703；设在布线层内的信号布线混杂度很低的地方、接地(VSS)且穿过多个布线层的VSS虚设金属柱702；以及一次也没有超过布线层、连接在VSS虚设金属柱702上的VSS虚设金属布线704。

制造该实施例的半导体装置之际，形成VDD虚设金属柱701及VSS虚设金属柱702之后，再形成VDD虚设金属布线703和VSS虚设金属布线704。

在以上结构下，在修正设在半导体芯片上的LSI电路之际，切断虚设金属布线就很容易修正电路。而且，即使切断虚设金属布线，也没有必要修正布线层的虚设金属布线。

通过事先在布线拥挤的地方形成不会干扰信号布线的尽可能多的虚设金属柱，则在从那之后的电路修正以后，有可能形成连接在虚设金属柱上的虚设金属布线的情况下也能使用。即使万一不可能形成虚设金属布线，也能靠虚设金属柱自身达到所规定的面积率。而且，通过让虚设金属柱形成在半导体芯片的外围区域，即能用于减少LSI的杂音。

(第九个实施例)

图8是一显示本发明的第九个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置具有多个布线层。包括：连接在电源电压提供部(VDD)上、跨过多个布线层而设的VDD虚设金属柱801；一次也没有超过布线层、连接在VDD虚设金属柱801上的VDD虚设金属布线803；接地(VSS)、跨过多个布线层而设的VSS虚设金属柱802；一次也没有超过布线层、连接在VSS虚设金属柱802上的VSS虚设金属布线804。而且，交替叠层设有VDD虚设金属布线803的布线层和设有VSS虚设金属布线804的布线层。例如，在第偶数层的布线层中设置VDD虚设金属布线803；在第奇数层的布线层中设置VSS虚设金属布线804。在上下相邻的布线层内的VDD虚设金属布线803和VSS虚设金属布线804之间形成有布线间电容805。VDD虚设金属柱801和VSS虚设金属柱802都最好是设在信号布线拥挤度很低的地方。

在制造该实施例的半导体装置之际，在信号拥挤度很低的地方形成VDD虚设金属柱801和VSS虚设金属柱802之后，再形成VDD虚设金属布线803和VSS虚设金属布线804。例如在第偶数层的布线层中设虚设金属布线的连接地为VDD虚设金属柱801；在第奇数层的布线层中设虚设金属布线的连接地为VSS虚设金属柱802。

如上所述，在该实施例的半导体装置中，不仅使虚设金属布线形成为不越过布线层的样子，还改变了第偶数层的布线层和第奇数层的布线层中虚设金属布线的极性。这样一来，就能和第八个实施例一样，很容易修改电路。而且，通过利用布线层来改变虚设金属布线的极性，便能防止虚设金属布线的短路。另外，根据该实施例的构成，能够在虚设金属布线之间形成布线间电容。

(第十个实施例)

图9是显示本发明的第十个实施例所涉及的半导体装置的立体图。如该图所示，该实施例的半导体装置包括：设在第一布线层内的浮置节点虚设金属布线901、以及设在第一布线层的上层即第二布线层内的信号布线902。形成为俯视时浮置节点虚设金属布线901和信号布线902不重合的样子。

在制作该实施例的半导体装置之际，首先在第一布线层形成浮置节点虚设金属布线901。接着，切掉浮置节点虚设金属布线901中俯视时与信号布线902交差(预定)的部分。当剩下的浮置节点虚设金属布线901不满足在每一个工艺中所决定的设计规则的最小布线宽度、最小面积时，就将浮置节点虚设金属布线901全部切掉。接着，在第二布线层中形成信号布线902之后，再在第二布线层的上层即第三布线层内形成浮置节点虚设金属布线。最后，切掉该浮置节点虚设金属布线中俯视时与信号布线902交差的部分。

有时候，切掉与信号布线902重合的那一部分浮置节点虚设金属布线901后，就达不到面积率了。但能通过以满足工艺的设计规格的形式增加要形成的虚设图案的个数，或者是加宽被切断的虚设金属布线的宽度来补偿面积率的不足。

在以上结构下，因为虚设图案在信号布线的上下不再交差了，故在微细化工艺中，层间膜厚变薄的情况下，也能使布线间电容减少，使信号布线的信号传达延迟减少。而且还能够调节虚设金属布线的面积率。

(第十一个实施例)

图10是显示本发明的第十一个实施例所涉及的半导体装置的图。如该图所示，该实施例的半导体装置包括：形成有孤立接触孔1002的信号布线1003、以及与孤立接触孔1002形成在同一个布线层内的带接触孔的虚设金属布线1001。带接触孔的虚设金属布线1001被设在布线层内的可产生虚金属布线区域1004内。

信号布线1003中有被布置在可产生虚设金属布线区域1004足够空闲的地方的，也有形成连接在信号布线1003的孤立接触孔1002的时候。当形成孤立接触孔1002的时候，在和孤立接触孔1002一样的布线层中孤立接触孔1002周围的可产生虚设金属布线区域1004就成为空闲地方。对该可产生虚设金属布线区域1004形成与孤立接触孔1002在同一层的带接触孔的虚设金属布线1001。补充说明一下，带接触孔的虚设金属布线1001可以接在电源电压提供部上或者接地，也可以不这样连接。

在以上的结构下，能够防止在形成有孤立接触孔的情况下所可能发生的接触孔不良。其理由如下。

一般认为：蚀刻速度随着存在于工艺中所决定的区域内的接触和氧化膜的比率的不同而出现偏差。因为一般情况是用存在一定的接触时的蚀刻速度最佳化来开发工艺，故容易出现在形成有孤立接触的区域中上述比率远离最佳化值等不良现象。因此，通过在孤立接触孔的周围形成带接触孔的虚设金属布线，便能增加接触孔的数量，从而能够抑制接触不良。

也就是说，有了该实施例的半导体装置中的带接触孔的虚设金属布线以后，能够防止由于缺信号布线的接触孔而引起的合格率下降，且对实现虚设金属布线的面积率很有效。

-工业实用性-

本发明所涉及的半导体装置，对于增强LSI的电源、提高合格率等都很有用。更一步地说，对使用了LSI的各种机器都很有用。

Claims (13)

1.一种半导体装置，其特征在于：包括：

多个布线层；

电源电压提供部；以及

多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状；

当设所述电源线中连接在所述电源电压提供部的电源线为第一电源线，设接地的电源线为第二电源线时，在一个布线层内设置了多组由所述第一电源线和所述第二电源线构成的组，将两条所述第一电源线和两条所述第二电源线相邻配置；

在相邻的所述第一电源线之间设置了连接在所述电源电压提供部的第一虚设金属布线；

在相邻的所述第二电源线之间设置了接地的第二虚设金属布线。

2.一种半导体装置，其特征在于：包括：

多个布线层；

电源电压提供部；

设在中央部的能动元件；

输入/输出单元，用以发送和接收来自外部的信号及来自所述能动元件的信号；

多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状。设置在布置在所述中央部周围的外围区域；

虚设金属布线，设在所述外围区域，在两个以上的地方与所述电源电压提供部连接或者接地；以及

电气孤立的浮置节点虚设金属布线，设置在所述外围区域以外的区域。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：

所述第一虚设金属布线还设在没有形成所述电源线的布线层内。

4.一种半导体装置，其特征在于：包括：

多个布线层；

电源电压提供部；

1个或者多个虚设金属柱，穿过所述多个布线层。与所述电源电压提供部连接或者接地；以及

虚设金属布线，与所述虚设金属柱的一个连接，形成在一个布线中，而不会越过另一布线层。

5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于：

所述虚设金属柱，包括连接在所述电源电压提供部的第一虚设金属柱和接地的第二虚设金属柱；

设有连接在所述第一虚设金属柱的所述虚设金属布线的布线层与设有连接在所述第二虚设金属柱的所述虚设金属布线的布线层交替叠层。

6.一种半导体装置，其特征在于：包括：

多个布线层；

信号布线；以及

电气孤立的浮置节点虚设金属布线，设置在形成有所述信号布线的布线层的上层或者下层；

俯视时，所述浮置节点虚设金属布线和所述信号布线不重叠。

7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于：

所述浮置节点虚设金属布线中与所述信号布线交差的交差部分被除去。

8.一种半导体装置，其特征在于：

包括：信号布线和与所述信号布线形成在同一层布线层内的虚设金属布线；

形成有口朝着所述信号布线开的孤立接触孔和与所述孤立接触孔形成在同一层内、口朝着所述虚设金属布线开的接触孔。

9.一种半导体装置的设计方法，利用具有输入部、压降解析部、电源路径探索部、虚设金属布线产生部以及输出部的电脑进行，其特征在于：

包括：

步骤a，将所述半导体装置的虚设金属布线产生前平面布置数据输入到所述输入部；

步骤b，所述压降解析部，对所述虚设金属布线产生前平面布置数据加以解析，确定出所述半导体装置中电源供给不足的地方；

步骤c，所述电源路径探索部，探索用虚设金属布线对所述半导体装置中电源供给不足的地方增强电源的电源路径和极性；以及

步骤d，所述虚设单元产生部，根据在所述步骤c中所决定的路径和极性产生所述虚设金属布线的平面布置。

10.一种半导体装置，其特征在于：包括：

第一信号线，形成在第一布线层；

第二信号线，形成在第二布线层；

第一接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间，将所述第一信号线与所述第二信号线连接；和

第二接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间；

所述第二接触块在电气上与所述第一信号线和所述第二信号线孤立。

11.一种半导体装置，其特征在于：包括：

第一信号线，形成在第一布线层；

第二信号线，形成在第二布线层；

第一接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间，将所述第一信号线与所述第二信号线连接；和

第二接触块，形成在所述第一布线层和所述第二布线层之间；

所述第二接触块在电气上与所述第一信号线连接，而与所述第二信号线孤立。

12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于：

还包括第一金属图案，形成在所述第一布线层，在电气上与所述第一信号线连接；

所述第二接触块在电气上与所述第一金属图案连接。

13.根据权利要求12所述的半导体装置，其特征在于：

还包括第二金属图案，形成在所述第二布线层，在电气上与所述第二信号线连接；

所述第二接触块在电气上与所述第一金属图案和所述第二金属图案两者连接。

Images