JP2000285147A - シミュレーションデータ生成装置およびシミュレーションデータ生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造ばらつきに関する条件振りの設定を簡単
に行うことができ、各条件毎のシミュレーションデータ
を自動的に生成すること。 【解決手段】 本発明は、配線パターンを形成するため
のマスクデータを管理するとともにユーザＵの選択に応
じてそのマスクデータを読み込むマスクデータ入力／管
理モジュール２と、ユーザＵの指定に応じて配線パター
ンの製造ばらつきに関する条件振りを設定するプロセス
条件振り設定モジュール４と、マスクデータ入力／管理
モジュール２で読み込んだマスクデータと、プロセス条
件振り設定モジュール４で設定した条件とに基づきシミ
ュレーションデータを生成するマスクデータ変換モジュ
ール５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の配線パター
ンに基づいて配線容量等の電気的特性を計算するシミュ
レータにおいて使用するシミュレーションデータを生成
する装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造に先立ち行われ
るシミュレーションには、デバイスの電気的特性を計算
するデバイスシミュレーションや、不純物分布等を計算
するプロセスシミュレーションがある。このうちデバイ
スシミュレーションの中で、所定形状の配線パターンの
容量を計算する配線容量シミュレーションとしては、配
線パターンを形成するためのマスクデータとプロセスデ
ータとに基づき３次元形状を作り、この３次元形状に基
づく配線容量を計算することが行われている。

【０００３】このシミュレーションでは、ユーザが所望
の配線パターンのマスクデータ（２次元形状のデー
タ）、配線や層間膜の材質のデータ、プロセスデータ
（層の厚さ）を指定することで３次元形状データを構成
している。そして、この３次元形状データを所定のシミ
ュレータへ渡すことで配線容量の計算を行うことができ
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
設計、開発にあたっては、種々の配線パターンに対して
製造ばらつき等の影響を含めた配線容量を計算したいと
いう要求があり、任意のマスクデータに基づいて所望の
条件振り（例えば、マスクの太り／やせ、マスクの位置
ずれ）を行った３次元形状データを簡単に作成すること
が望まれている。従来の技術では、任意のマスクデータ
に対して条件振りを行おうとした場合、その条件に応じ
た数だけ３次元形状データを最初から作り直す必要があ
り、データ作成に多大な労力を要してシミュレーション
計算時間の増大を招いている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成されたシミュレーションデータ生成
装置およびシミュレーションデータ生成方法である。す
なわち、本発明のシミュレーションデータ生成装置は、
所定の配線パターンに基づき電気的特性を計算するシミ
ュレータで使用するシミュレーションデータを生成する
装置であって、配線パターンを形成するためのマスクデ
ータを管理するとともにユーザの選択に応じてそのマス
クデータを読み込むマスクデータ管理手段と、ユーザの
指定に応じて配線パターンの製造ばらつきに関する条件
振りを設定する条件振り設定手段と、マスクデータ管理
手段で読み込んだマスクデータと、条件振り設定手段で
設定した条件とに基づきシミュレーションデータを生成
するデータ生成手段とを備えている。

【０００６】このような本発明では、マスクデータ管理
手段で読み込んだマスクデータに対して、条件振り設定
手段で設定した配線パターンの製造ばらつきに関する条
件振りに基づくシミュレーションデータをデータ生成手
段で生成していることから、配線パターンの製造ばらつ
きを考慮したシミュレーションデータをシミュレーショ
ン計算前に作成しておくことができるようになる。

【０００７】また、本発明のシミュレーションデータ生
成方法は、所定の配線パターンに基づき電気的特性を計
算するシミュレータで使用するシミュレーションデータ
を生成する方法であって、配線パターンを形成するため
のマスクデータを読み込む工程と、マスクデータに対応
する配線パターンの製造ばらつきに関する条件振りを設
定する工程と、マスクデータと設定した条件とに基づき
シミュレーションデータを生成する工程とを備えてい
る。

【０００８】このような本発明では、読み込んだマスク
データと設定した配線パターンの製造ばらつきに関する
条件振りとに基づきシミュレーションデータを生成する
ことから、配線パターンの製造ばらつきを考慮したシミ
ュレーションデータをシミュレーション計算前に作成し
ておくことができるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のシミュレーション
データ生成装置およびシミュレーションデータ生成方法
における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、
本実施形態のシミュレーションデータ生成装置を説明す
るブロック図である。このシミュレーションデータ生成
装置１は、主として半導体装置の配線容量をシミュレー
ション計算するシミュレータ本体１０に対して、このシ
ミュレータ本体１０が使用するためのシミュレーション
データ（３次元データ）を生成し、シミュレータ本体１
０へ渡すためのものである。

【００１０】本実施形態におけるシミュレーションデー
タ生成装置１は、配線パターンを形成するためのマスク
データを管理してユーザＵの選択に応じてそのマスクデ
ータおよび層の厚さ、材質の情報を読み込むマスクデー
タ入力／管理モジュール２と、読み込んだマスク形状、
層の厚さをもとに２次元／３次元表示を行う形状表示／
編集モジュール３と、ユーザＵの指定に応じて配線パタ
ーンの製造ばらつきに関する情報の条件振りを設定する
プロセス条件振り設定モジュール４と、ユーザＵが指定
したデータに基づいて３次元配線構造データであるシミ
ュレーションデータを生成するマスクデータ変換モジュ
ール５とから構成されている。

【００１１】ユーザＵが条件振りを行う場合には、図１
に示すシミュレーションデータ生成装置１のプロセス条
件振り設定モジュール３によってこのプロセスデータの
中の所望の部分を指定し、条件振りの設定を行うように
している。これによって、シミュレーションデータ生成
装置１のマスクデータ変換モジュール４では、設定され
た条件に応じた数のシミュレーションデータを自動的に
生成している。

【００１２】ここで、図２〜４に基づいて配線パターン
の構造とプロセスデータとの説明を行う。図２（ａ）は
多層配線パターンのうちｍａｓｋ３の図、（ｂ）はその
形状を表すテキストデータの例、図３（ａ）は多層配線
パターンのうちｍａｓｋ４の図、（ｂ）はその形状を表
すテキストデータの例、図４はｍａｓｋ３とｍａｓｋ４
とを重ね合わせた状態を示す図である。

【００１３】図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すテキストデ
ータのうち、例えばrectangle ｛FX30 SIOX1｛0 0 ｝
｛3 11.7｝｝のような表現は、長方形｛ラベル 材質
｛左下座標｝｛Ｘ方向長さ Ｙ方向長さ｝｝を示す。

【００１４】また、polygon ｛FX301 ALX ｛0.0 0.0 ｝
｛2.15 8.95 ｝｛1.85 8.95 ｝｛1.85 8.65 ｝｛2.15
8.65 ｝｝のような表現は、多角形｛ラベル 材質｛オ
フセット座標｝｛オフセット座標に対するＸＹ座標｝
…｝を示す。

【００１５】次に、本実施形態におけるシミュレーショ
ンデータ生成装置を用いた条件振りからシミュレーショ
ン計算に至るまでの流れを図５のフローチャートに沿っ
て説明する。なお、以下の説明で図５に示されない符号
は特に指示しない限り図１を参照するものとする。

【００１６】先ず、ステップＳ１０１に示すように、マ
スクおよびプロセスデータの取り込みと、必要に応じて
形状の編集を行う。マスクおよびプロセスデータはフロ
ッピーディスク等の媒体に記録されていたり、ハードデ
ィスク等の媒体に格納されているもので、ユーザＵがマ
スクデータ入力／管理モジュール２によって指定したも
のを読み込むようになっている。

【００１７】次いで、ステップＳ１０１に示すように、
条件振りを行うか否かの判断を行う。条件振りを行わな
い場合にはステップＳ１０５へ進み、マスクデータ変換
モジュール５が先に指定されているプロセスデータとマ
スクデータとに基づいてシミュレータ本体１０へ渡す３
次元配線構造データ（シミュレーションデータ）を生成
する。

【００１８】条件振りを行う場合にはステップＳ１０３
〜Ｓ１０４の処理によって所定の条件振りに応じたプロ
セスデータ生成処理を行う。先ず、ステップＳ１０３で
は、プロセスの条件の振り方の設定を行う。この条件の
振り方の設定にあたり、本実施形態ではシミュレーショ
ンデータ生成装置１におけるプロセス条件振りモジュー
ル４では、グラフィカルなインタフェースによってユー
ザＵが簡単に条件を設定できるようになっている。

【００１９】ここで、条件振りの設定例を説明する。図
６は画面表示の一例を示す図、図７は条件設定用ウィン
ドの表示の一例を示す図である。図６に示す画面Ｇに
は、先に読み出したマスクｍａｓｋ３の図形が表示され
ており、この画面Ｇの上部に表示される「Ｃｏｎｄ」ボ
タンＢ１をマウス等で指定すると、何の条件振りを設定
したいかを尋ねてくる。これ対してマスク太り／やせ
（Line Thickness＝配線の太さ）を選択すると、図７に
示すような条件設定用のウィンドＷが画面Ｇ内に表示さ
れる。

【００２０】ウィンドＷには、材質を入力する「Materi
al」フィールドＦ１、太り／やせの方向を指定する「Di
rection 」フィールドＦ２および太り／やせの量を入力
する「Values」フィールドＦ３がある。「Material」フ
ィールドＦ１はプルダウンメニューになっており、材質
の一覧から選択できるようになっている。また、一般
に、アルミニウムＡＬＸの配線では、その層のアルミニ
ウム配線の全体が太る／やせるので、層すなわち材質ご
とに太る／やせるを設定できるようになっている。

【００２１】なお、実験的に、その層の一部の配線のみ
を太らせたり、やせさせたりしたい場合には、便宜的に
アルミニウムＡＬＸ００など、アルミニウムを示す別の
材質名をつけておき、このＡＬＸ００に対応して太る／
やせるの方向および量を入力すればよい。

【００２２】次に、太る／やせるの方向を「Direction
」フィールドＦ２で選択する。「Direction 」フィー
ルドＦ２はチェックボックス式でＸ方向、Ｙ方向、ＸＹ
両方向を選択できるようになっている。

【００２３】次いで、太る／やせるの量を「Values」フ
ィールドＦ３に入力する。複数の条件を設定する場合に
は、空白で区切って複数列挙する。例えば、プラス、マ
イナス０．１μｍ太る／やせるを設定する場合には、
「Values」フィールドＦ３に「0.1 -0.1」と記述する。

【００２４】各フィールドＦ１〜Ｆ３に必要な入力を行
った後は「ＯＫ」ボタンを指定する。これにより、設定
が完了してウィンドＷが閉じる。そして、画面Ｇの「ｓ
ａｖｅ」ボタンＢ２をマウス等で指定することで、図５
のステップＳ１０４に示すように、設定した各条件振り
に応じたマスクデータの生成が行われ、ステップＳ１０
５に示すように、各マスクデータ（マスクの太り／や
せ）に対応した３次元配線構造データの生成、およびデ
ィスクへの格納が行われる。その後、ステップＳ１０６
に示すように、これらの３次元配線構造データをシミュ
レータ本体１０へ投入し、各々の条件毎にシミュレーシ
ョン計算を行うことになる。

【００２５】ここで、条件振り（太り／やせ）に応じた
マスクデータの生成手順を図８のフローチャートに沿っ
て説明する。先ず、ステップＳ２０１では、その層の多
角形すべてについて処理したか否かを判断する。処理す
る多角形がある場合にはステップＳ２０２へ進み、未処
理の多角形を一つ選択する。

【００２６】次に、ステップＳ２０３では、その選択さ
れた多角形の材質が処理すべきものか否かを判断する。
処理すべきものでない場合にはステップＳ２０１へ戻
り、処理すべきものである場合にはステップＳ２０４へ
進む。ステップＳ２０４では、条件振りに応じて太らせ
／やせさせた多角形データの生成を行う。

【００２７】ステップＳ２０４で行う太らせ／やせさせ
の例を説明する。図９に示すような多角形の場合、Ｘ方
向に太らせるなら、点Ａ，Ｅ，Ｄは図中左方向に、点
Ｂ，Ｃ，Ｆは図中右方向に動かすことになる。太らせる
場合は図形の「外側」に、やせさせる場合は図形の「内
側」に点を動かすので、結局、ある点に対して図形の
「外側」「内側」がどちらなのか（Ｘ方向に太らせる／
やせさせるなら、その点の右か左か）を判断する必要が
ある。

【００２８】図１０に示すように、ある点Ｐに対する内
側を見つけたい場合、点Ｐを中心に右上（１）、右下
（４）、左上（２）、左下（３）の４つの部分について
テストを行う。図１１は、ひとつの多角形をＸ方向に太
らせるために「内側」を見つける手順を示すフローチャ
ートである。

【００２９】すなわち、先ず、ステップＳ３０１では、
（１）、（４）ともに多角形の内部であるかどうかを判
断する。（１）、（４）ともに多角形の内部にある場合
は、点Ｐの右が内側となる。

【００３０】ステップＳ３０１でＮｏとなると、ステッ
プＳ３０２では、（２）、（３）ともに多角形の内部で
あるかどうかを判断する。（２）、（３）ともに多角形
の内部にある場合は、点Ｐの左側が内側となる。

【００３１】ステップＳ３０２でＮｏとなると、ステッ
プＳ３０３では、（１）または（４）が多角形の内部で
あるかどうかを判断する。（１）または（４）が多角形
の内部にある場合は、点Ｐの右側が内側となる。ステッ
プＳ３０３でＮｏとなると、点Ｐの左側が内側となる。

【００３２】このような内側判断を多角形の各点におい
て行い、判断結果とマスクデータを条件振りで設定され
た値とに応じて新たなマスクデータの生成を行う。図１
２は、図２（ａ）に示すｍａｓｋ３を０．１μｍ太らさ
せた結果（ｍａｓｋ３’）を示す図である。

【００３３】本実施形態では、このように配線パターン
の製造ばらつきに関する条件振りを容易に指定でき、各
条件に対応したシミュレーションデータを自動的に生成
してシミュレーションを行うことができるようになる。

【００３４】次に、配線パターンの製造ばらつきに関す
る条件振りのうち、マスクの位置ずれを設定する場合に
ついて説明する。この場合、図５のステップＳ１０３に
示す、マスクずれ条件の振り方の設定の処理に対応し
て、図６に示す画面Ｇの「Ｃｏｎｄ」ボタンＢ１をマウ
ス等で指定し、何の条件振りを設定したいかを尋ねてき
た際、マスクずれ（Line Offset ＝配線のずれ）を選択
する。この選択を行うと、図１３に示すような条件設定
用のウィンドＷが画面Ｇ内に表示される。

【００３５】ウィンドＷには、材質を入力する「Materi
al」フィールドＦ４、配線をずらす量を入力する「Valu
es」フィールドＦ５がある。「Material」フィールドＦ
１はプルダウンメニューになっており、材質の一覧から
選択できるようになっている。また、一般にマスクずれ
は、その層のアルミニウム配線ならアルミニウム配線の
全体がずれるので、層すなわち材質ごとにずれを設定で
きるようになっている。

【００３６】なお、実験的に、その層の一部の配線のみ
をずらしたい場合には、便宜的にアルミニウムＡＬＸ０
１など、アルミニウムを示す別の材質名をつけておき、
このＡＬＸ０１に対応してずれ量を入力すればよい。

【００３７】次に、ずれ量を「Values」フィールドＦ５
に入力する。ずれる方向はＸ方向、Ｙ方向があるため、
これらをコンマで区切って入力する。また、複数の条件
を設定する場合には、空白で区切って複数列挙する。例
えば、Ｘ方向に０．１μｍ、Ｙ方向に０．１μｍずれた
場合と、Ｘ方向に０．２μｍ、Ｙ方向に０．２μｍずれ
た場合とを計算したい場合には、「Values」フィールド
Ｆ３に「0.1,0.1 0.2,0.2 」と記述する。

【００３８】各フィールドＦ４、Ｆ５に必要な入力を行
った後は「ＯＫ」ボタンを指定する。これにより、設定
が完了してウィンドＷが閉じる。そして、画面Ｇの「ｓ
ａｖｅ」ボタンＢ２をマウス等で指定することで、図５
のステップＳ１０４に示すように、設定した各条件振り
に応じたマスクデータの生成が行われ、ステップＳ１０
５に示すように、各マスクデータ（マスクのずれ）に対
応した３次元配線構造データの生成およびディスクへの
格納が行われる。その後、ステップＳ１０６に示すよう
に、これらの３次元配線構造データをシミュレータ本体
１０へ投入し、各々の条件毎にシミュレーション計算を
行うことになる。

【００３９】ここで、条件振り（マスクずれ）に応じた
マスクデータの生成手順を図１４のフローチャートに沿
って説明する。先ず、ステップＳ４０１では、その層の
多角形すべてについて処理したか否かを判断する。処理
する多角形がある場合にはステップＳ４０２へ進み、未
処理の多角形を一つ選択する。

【００４０】次に、ステップＳ４０３では、その選択さ
れた多角形の材質が処理すべきものか否かを判断する。
処理すべきものでない場合にはステップＳ４０１へ戻
り、処理すべきものである場合にはステップＳ４０４へ
進む。ステップＳ４０４では、条件振りに応じて所定方
向にずらした多角形データの生成を行う。

【００４１】図１５はｍａｓｋ３と、ｍａｓｋ４（コン
タクト）をＸ方向に０．１μｍ、Ｙ方向に０．１μｍず
らしたｍａｓｋ４’とを重ね合わせ状態を示す図であ
る。このずれ量の設定によって、マスクデータの多角形
を示すテキストデータのうち、位置を示す座標データに
ずれ量が加えられ、その結果、配線パターン（コンタク
ト）をシフトしたマスクデータ（ｍａｓｋ４’）を生成
できるようになる。

【００４２】そして、各条件振りに対応して生成された
マスクデータに基づき、３次元配線構造データの生成を
行い（図５のステップＳ１０５参照）、この３次元配線
構造データをシミュレータ本体１０に投入して（図５の
ステップＳ１０６参照）、各条件振りに対応したシミュ
レーション計算を行うことになる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシミュレ
ーションデータ生成装置およびシミュレーションデータ
生成方法によれば次のような効果がある。すなわち、配
線パターンの製造ばらつきに関する条件振り設定を容易
に行うことができ、しかも、設定した条件毎に自動的に
シミュレーションデータを生成できることから、複雑な
配線パターン形状であっても短時間で各条件ごとのシミ
ュレーションを迅速に行うことが可能となる。これによ
って、半導体装置の設計段階におけるシミュレーション
計算時間を大幅に短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るシミュレーションデータ生成
装置を説明するブロック図である。

【図２】ｍａｓｋ３の例を示す図である。

【図３】ｍａｓｋ４の例を示す図である。

【図４】ｍａｓｋ３とｍａｓｋ４との重ね合わせた図で
ある。

【図５】シミュレーションデータ生成方法の流れを説明
するフローチャートである。

【図６】画面表示の一例を示す図である。

【図７】条件設定用ウィンドの表示の一例を示す図であ
る。

【図８】マスクデータの生成手順を説明するフローチャ
ートである。

【図９】多角形の一例を示す図である。

【図１０】内側の判定を説明する図である。

【図１１】内側の判定手順を説明するフローチャートで
ある。

【図１２】ｍａｓｋ３を太らさせた結果を示す図であ
る。

【図１３】条件設定用ウィンドの表示の一例を示す図で
ある。

【図１４】マスクデータの生成手順を説明するフローチ
ャートである。

【図１５】ｍａｓｋ３とｍａｓｋ４’とを重ね合わせた
状態を示す図である。

【符号の説明】

１…シミュレーションデータ生成装置、２…マスクデー
タ入力／管理モジュール、３…形状表示／編集モジュー
ル、４…プロセス条件振り設定モジュール、５…マスク
データ変換モジュール、１０…シミュレータ本体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の配線パターンに基づき電気的特性
   を計算するシミュレータで使用するシミュレーションデ
   ータを生成する装置であって、 前記配線パターンを形成するためのマスクデータを管理
   するとともにユーザの選択に応じて該マスクデータを読
   み込むマスクデータ管理手段と、 ユーザの指定に応じて前記配線パターンの製造ばらつき
   に関する条件振りを設定する条件振り設定手段と、 前記マスクデータ管理手段で読み込んだマスクデータ
   と、前記条件振り設定手段で設定した条件とに基づきシ
   ミュレーションデータを生成するデータ生成手段とを備
   えていることを特徴とするシミュレーションデータ生成
   装置。
2. 【請求項２】 前記マスクデータが複数ある場合、前記
   条件振り設定手段は各マスクデータに対応する各配線パ
   ターン毎に前記条件振りの設定を行うことを特徴とする
   請求項１記載のシミュレーションデータ生成装置。
3. 【請求項３】 前記マスクデータが複数ある場合、前記
   条件振り設定手段は各マスクデータに対応する各配線パ
   ターンで一括して前記条件振りの設定を行うことを特徴
   とする請求項１記載のシミュレーションデータ生成装
   置。
4. 【請求項４】 所定の配線パターンに基づき電気的特性
   を計算するシミュレータで使用するシミュレーションデ
   ータを生成する方法であって、 前記配線パターンを形成するためのマスクデータを読み
   込む工程と、 前記マスクデータに対応する配線パターンの製造ばらつ
   きに関する条件振りを設定する工程と、 前記マスクデータと設定した条件とに基づきシミュレー
   ションデータを生成する工程とを備えていることを特徴
   とするシミュレーションデータ生成方法。
5. 【請求項５】 前記マスクデータが複数ある場合、各マ
   スクデータに対応する各配線パターン毎に前記条件振り
   の設定を行うことを特徴とする請求項４記載のシミュレ
   ーションデータ生成方法。
6. 【請求項６】 前記マスクデータが複数ある場合、各マ
   スクデータに対応する各配線パターンで一括して前記条
   件振りの設定を行うことを特徴とする請求項４記載のシ
   ミュレーションデータ生成方法。