JP2002280456A

JP2002280456A - 半導体スタンダードセルを用いた半導体装置及びそのレイアウト方法

Info

Publication number: JP2002280456A
Application number: JP2001081912A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yoshioka; 圭一吉岡
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、クロストーク配線が考慮され、
クロストーク・ルールの違反箇所を縮小したレイアウト
の実現を可能とするものである。【解決手段】複数のスタンダードセル２と、スタンダ
ードセル方式の優先配線方向の配線ピッチに対して、1
つ以上複数配置された配線のブロック用メタルを持つフ
ィールドセル６と、を備え、複数のスタンダードセルを
自動配置し、隙間にフィールドセルを埋め込む際、自動
配置配線レイアウトにおいて優先配線方向に対して、前
記フィードセル６が挿入され長く並走するメタル配線を
遮断し、配線層を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体スタンダード
セルを用いた半導体装置及びそのレイアウト方法に関
し、スタンダードセルを用いた自動配置配線におけるク
ロストーク問題を解決する配置配線のレイアウト方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大規模なＬＳＩを設計する方法として
は、スタンダードセル方式と呼ばれる方式が用いられて
いる。このスタンダードセル方式は、セルと呼ばれる小
規模の回路を幾つか用意し、これらを組み合わせてＬＳ
Ｉ回路を構成するものである。

【０００３】スタンダードセル方式を用いたレイアウト
配線工程においては、ソフトウェアツールを用いた自動
配置配線が行われる。

【０００４】スタンダードセル方式を用いたレイアウト
配線の一例を図１ないし図４に従い説明する。図１は、
フィードセル（フィラーセルともいう。）を示すパター
ン図であり、図１（ａ）は、１グリッド（ｇｒｉｄ）の
フィードセル１１、（ｂ）は、２グリッドのフィードセ
ル１２を示している。このフィードセルは、スタンダー
ドセル方式のレイアウトにおいて、行（ＲＯＷ）方向
に、セルグリッドを単位として配置された論理セルのス
ペース部分に対して、ウェルや注入のスリット等による
プロセス・デザイン・ルールのデザイン・ルール・チェ
ック（ＤＲＣ）違反を解消するために配置されるもので
ある。

【０００５】図２は、スタンダードセルを示すパターン
図であり、インバータ機能のスタンダードセルのレイア
ウト例を示し、１つのスタンダードセル２は、２グリッ
ドで構成されている。これらスタンダードセルを用い
て、ソフトウェアツールを用いた自動配置配線により、
配置配線した例を示す。図３は１つの行（ＲＯＷ）を配
置配線した例を示している。図４は、この明細書におけ
るレイヤの凡例を示すパターン図である。この例では、
メタル８層の場合を示している。

【０００６】上記したように、フィードセルは、配線の
ピッチ（単位はグリッド）に対して、この場合１グリッ
ドのもの（図１（ａ））、２グリッドのもの（図１
（ｂ））を用意している。自動配置配線により、図３に
示すように、１つの行（ＲＯＷ）が配置配線される。

【０００７】図３に示す例の場合、ＲＯＷに配置された
スタンダードセル２は、６個であり、図において、左か
ら２番目の右側、３番目と４番目、及び、４番目と５番
目の間にセル配置のスペースが存在する。これは、配置
配線ツールが配線の混雑度を予測して自動的に挿入され
る隙間である。

【０００８】この配置情報を利用して最終的に配線され
たレイアウトは、図３の２番目セルの右側のように、電
源（Ｖｄｄ、Ｖｓｓ）の破断や、ウェルのスリットによ
るデザインルール違反等を発生する。

【０００９】このため、３番目と４番目の間に図１
（ａ）に示すフィードセル１１を挿入する。また、４番
目と５番目の間には、３グリッドの隙間があるためフィ
ードセル１１を３個挿入することも可能であるが、図１
に示すように、複数グリッドのセルを用意しておけば、
フィードセル１１とフィードセル１２の２セルの挿入で
済むため、レイアウトデータを軽減できる。

【００１０】一方、図３に示す配線に関して、メタル層
は図４の凡例に従うが、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５
Ｅ、５Ｆ、５Ｈはメタル５層配線であり、４Ａはメタル
４層、６Ａはメタル６層による配線である。

【００１１】ここで、メタル５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、ＲＯ
Ｗ方向（Ｘ、Ｘ’）に対して長距離を並走することにな
る。

【００１２】この自動配置配線で生成される長距離配線
について、５Ａ、５Ｂ配線間、５Ｂ、５Ｃ配線間に生じ
るカップリング容量により、クロストーク問題が発生す
る。

【００１３】このクロストーク問題は、微細化多層メタ
ルプロセスのメタル配線に関して、配線メタル間の間隔
が縮小され、特に同じ配線層による長い並行配線は、配
線間のカップリング容量が増大し、この容量により、あ
る配線がドライバにより変化・駆動されるとき、隣接す
る他方の配線が配線遅延の発生や論理的変動による不具
合を生じる問題である。

【００１４】隣接配線全てについて事前にクロストーク
問題を配慮することは困難であり、このため、従来は、
クリティカル・ネットを指定して特定の配線に対しての
み優先的に配線を行うか、配線後、不具合の発生した配
線の改善を実施する手法が採られている。

【００１５】一般に、クロストーク問題に関するレイア
ウト的解法としては、配線間隔を広げる、または同層の
配線を避けて配線層を離し、カップリング容量を軽減、
シールディングにより容量を固定することで行う。

【００１６】ただし、スタンダードセル方式のレイアウ
トにおいて自動配線される場合、均一に配線間隔を広げ
ることはコスト増加を招くため、一般に、配線間隔はプ
ロセス・デザイン・ルール上の最小値を使用している。

【００１７】また、近年では、配線において、各配線の
ドライバの強さや、配線容量を規定したデータを読み込
み、クロストーク・ルールとして登録し、自動的にこれ
を配慮させ、配線を改善させるＣＡＤツールも発表され
ている。

【００１８】しかし、これらの方法は、ソフトウェア負
荷が大きく、クロストーク・ルール違反箇所が少ない場
合には自動回避は容易であるが、配線混雑度が高い場
合、クロストークの違反箇所に対して、配線（結線）の
達成が優先され、配線解が収束しない場合がある。

【００１９】従って、予めクロストーク配線が考慮さ
れ、クロストーク・ルールの違反箇所を縮小したレイア
ウトを使用することで、上記クリティカル・ネットの改
善やソフトウェアを含めた解法が有効となる。

【００２０】一方、上記したフィードセルは、デザイン
・ルール・チェック（ＤＲＣ）違反を解消するために配
置されるものであり、一般に配線の後工程で挿入される
ことも多く、電源を除き、配線層に関する情報は特に持
たない。

【００２１】図１に示すように、このフィードセルは、
セルグリッドの幅を単位として複数の幅を持つ複数の種
類を用意することがある。これは、フィードセルの挿入
において、最小セルグリッドのサイズのセルを挿入する
ことに対して、レイアウトデータの増大を抑えるため
に、スペースに応じて大きなセルグリッド数を持つフィ
ールドセルから順次挿入することでデータ増加を抑える
目的がある。

【００２２】また、スタンダード用いた色々な自動配線
方法が提案されている。例えば、特許公報第２９９１
１４７号には、スタンダードセルの機能を構成するトラ
ンジスタ接続のメタル（特に最下層１層メタル）に共通
する空き領域を設けて、セル通過配線領域（メタル）を
持つことを特徴するスタンダードセルが開示されてい
る。この方法では、必ずセル通過配線領域を必要とする
という難点がある。また、長配線の貫通を妨げることは
できない。

【００２３】また、特開平５−４７９２９号公報には、
チャネル型自動配置配線のチャネル領域にダミー配線メ
タルを予め埋設してＥＣＯ対応することが開示されてい
る。この方法では、事前に配線メタルを埋設する必要が
ある。

【００２４】また、特開平７−８６４１５号公報には、
信号遅延時間を容量素子により制御する。自動配置配線
の過程で発生した配線容量の差による不具合（特にクロ
ックスキュー）に関して、いくつかの容量パターンを備
えた素子を備えたセルのある端子に接続し、遅延時間を
調整することが開示されている。この方法では、ディレ
イ素子を必要とする。

【００２５】更に、特開平８−８７５４２号公報には、
隣接配線を制御するアルゴリズムが開示され、ＲＯＷの
上下間に位置するのセルの接続関係を有効枝としてグラ
フ化して表し、この上下制約グラフの解法として、上下
に制約を持たない配線（親無ノード）を最左端のトラッ
クに割り付けて配線させる方法が開示されている。この
ものには、長い配線を強制的に遮断し、一部複層メタル
により、切り替え方向を誘導するという考えはない。

【００２６】また、特開平１０−４１３９３号公報に
は、電源メタルの強化に関し、セル内の電源電圧供給線
に対して、電源橋絡線（ストラップ）を含むスタンダー
ドセルが開示されている。

【００２７】この公報のものでは、ストラップを含むた
め、この橋絡線に整列してセルを配置する必要がある。

【００２８】また、特開平１０−３０８４５１号公報に
は、クロストーク基準値を計算して、基準値を越える配
線を引き剥がし、再処理する方法が開示されている。こ
の方法では、自動配置するときに、事前にクロストーク
基準値を超えないように、配線を制御するものでなく、
配置配線した後、再処理してクロストークを改善するも
のである。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】市販ＣＡＤツールで配
線のドライブ能力、配線容量を考慮し、クロストーク・
ルールを登録することで、クロストーク・ルール違反配
線をソフトウェア的に回避する技術が存在する。しか
し、配置配線ツールは配線結線の全完成に最優先度を持
つため、クロストーク・ルール違反が多いとき全て解決
されない可能性がある。

【００３０】この発明では、上記した問題、特に、フィ
ードセルに着目し、クロストーク配線が考慮され、クロ
ストーク・ルールの違反箇所を縮小したレイアウトの実
現を可能とするものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のスタ
ンダードセルを自動配置し、多層配線によりセル間が接
続された半導体スタンダードセルを用いた半導体装置に
おいて、配線のブロック用メタルをスタンダードセル方
式の優先配線方向の配線ピッチに対して、1つ以上複数
配置されるブロックセルを備え、このブロックセルが自
動配置配線レイアウトにおいて優先配線方向に対して、
長く並走するメタル配線部分に挿入され、前記メタル配
線を遮断し、配線層を切り替えることを特徴とする。

【００３２】前記ブロックセルは、フィードセルで構成
すればよく、また、前記ブロックセルを機能セルの一部
に設けてもよい。

【００３３】上記したように、この発明は、スタンダー
ドセル方式レイアウト配線工程で生成される長距離配線
について、カップリング容量により発生するクロストー
ク問題に対し、予めセル内に配線ブロッケージメタルを
挿入しておくことで長配線を事前に防止することができ
る。

【００３４】このため、この発明では、クロストーク・
ルール違反の配線を事前にある程度防止できるため違反
も少なくでき、後処理で上記したＣＡＤツールを活用す
るとき藻ソフトウェア処理を軽減できる。

【００３５】前記ブロック用メタルは、スタンダードセ
ル方式の優先配線方向の配線ピッチに対して、1つ以上
複数配置されるとともに、単層または複層のメタルを備
えるように構成するとよい。

【００３６】上記したように、ブロック用メタルは、優
先配線方向、さらに交互に複数のレイヤを備えること
で、配線を切り替える方向を上層メタル、下層メタル方
向に誘導することができる。

【００３７】また、この発明は、前記ブロック用メタル
は、スタンダードセル方式の優先配線方向の配線ピッチ
に対して、１つ以上複数配置されるとともに、電源ライ
ンに接続され、配線優先方向に対してセル枠、セル枠近
傍まで伸長されており、内部配線に対してシールド機能
を持つように構成すればよい。

【００３８】上記した構成によれば、シールディングに
より、クロストークを抑えることができる。また、シー
ルデイングメタルは、プルダウン用端子としても使用す
ることができる。

【００３９】また、この発明は、複数のスタンダードセ
ルと、フィードセルと、スタンダードセル方式の優先配
線方向の配線ピッチに対して、１つ以上複数配置された
配線のブロック用メタルを持つ第２のフィールドセル
と、を備え、複数のスタンダードセルを自動配置し、隙
間にフィールドセルを埋め込む際、自動配置配線レイア
ウトにおいて優先配線方向に対して、前記第２のフィー
ドセルが挿入され長く並走するメタル配線を遮断し、配
線層を切り替えることを特徴とする。

【００４０】前記ブロック用メタルは、スタンダードセ
ル方式の優先配線方向の配線ピッチに対して、１つ以上
複数配置されるとともに、単層または複層のメタルを備
えるように構成するとよい。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につき
図面を参照して説明する。なお、従来例と同一部分には
同一符号を付す。

【００４２】スタンダードセル方式の自動配置配線にお
いて、一般に複層の配線層を備える時、自動配線ツール
は優先配線方向を持つように構成されている。

【００４３】この実施形態においては、８層メタルを基
準とし、この場合、水平方向への優先度を１層、３層、
５層、７層の奇数層とし、垂直方向への優先度は２、４
層、６層、８層の偶数層とする。

【００４４】この発明においては、レイアウト設計工程
への取り込みについては、配線ブロック用のメタルを含
むフィードセルは、その挿入を論理ゲートの配置後、配
線前に行われることが好ましい。

【００４５】配線後の挿入も可能であるが、配線エラー
を生じた場所を、修復する配線工程を実施することで対
応できる。

【００４６】図５ないし図１０は、この発明の実施形態
に用いられるブロックセルとして機能するフィードセル
のパターン図である。図５は、配線ピッチと同じ１グリ
ッドのフィードセル３１であり、このフィードセル３１
は、図１に示す従来のフィードセルと異なり、メタル５
層の矩形のブロック用データを配置している。図５に示
すものでは、４つの５層の矩形ブロック用データからな
る接続用ブロック用メタル４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４
４Ａが設けられている。各接続用ブロックメタル４１Ａ
…は配線ピッチに２倍のグリッドを間隔として配置され
ている。

【００４７】図６は、２グリッドのフィードセル３２で
あり、このフィードセル３２には４つの５層の矩形ブロ
ック用データからなる接続用ブロック用メタル４１Ａ、
４２Ａ、４３Ａ、４４Ａが設けられている。この図６に
示すパターンでは、１つのグリッドに相当する箇所に接
続用ブロック用メタル４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ
が設けられている。このフィードセル３２における各接
続用ブロックメタル４１Ａ…も配線ピッチに２倍のグリ
ッドを間隔として配置されている。

【００４８】図７は、２グリッドのフィードセル３２’
であり、このフィードセル３２’には４つの５層の矩形
ブロック用データからなる接続用ブロック用メタル４１
Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａと、１つの４層の矩形ブロ
ック用データからなる接続用ブロック用メタル４１Ｃが
設けられている。この図７に示すパターンでは、１つの
グリッドに相当する箇所に接続用ブロック用メタル４１
Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａが設けられ、隣のグリッド
に位置４層の接続用ブロック用メタル４１Ｃが設けられ
ている。このフィードセル３２’における各接続用ブロ
ックメタル４１Ａ…も配線ピッチに２倍のグリッドを間
隔として配置されている。

【００４９】図８は、３グリッドのフィードセル３３で
あり、このフィードセル３３には４つの５層の矩形ブロ
ック用データからなる接続用ブロック用メタル４１Ａ、
４２Ａ、４３Ａ、４４Ａと、２つの４層の矩形ブロック
用データからなる接続用ブロック用メタル４１Ｃ、４２
Ｃが設けられている。この図８に示すパターンでは、真
ん中の１つのグリッドに相当する箇所に接続用ブロック
用メタル４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａが設けられ、
両隣のグリッドの位置に４層の接続用ブロック用メタル
４１Ｃ、４２Ｃが設けられている。このフィードセル３
３における各接続用ブロックメタル４１Ａ…は、垂直方
向の配線ピッチに２倍のグリッドを間隔として配置され
ている。また、フィードセル３３における各接続用ブロ
ックメタル４１Ｃ、４２Ｃは、水平方向の配線ピッチに
２倍のグリッドを間隔として配置されている。

【００５０】図９は、２グリッドのフィードセル３４で
あり、このフィードセル３４には４つの５層の矩形ブロ
ック用データからなる接続用ブロック用メタル４１Ａ、
４２Ａ、４３Ａ、４４Ａと、その間に３つの３層の矩形
ブロック用データからなる接続用ブロック用メタル４１
Ｅ、４２Ｅ、４３Ｅが設けられている。この図９に示す
パターンでは、１つのグリッドに相当する箇所に接続用
ブロック用メタル４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ，４
１Ｅ、４２Ｅ、４３Ｅが設けられている。このフィード
セル３４における各層の各接続用ブロックメタル４１Ａ
…は、それぞれ配線ピッチに２倍のグリッドを間隔とし
て配置されている。

【００５１】図１０は、２グリッドのフィードセル３５
であり、このフィードセル３４には４つの４層の矩形ブ
ロック用データからなる接続用ブロック用メタル４１
Ｅ、４２Ｅ、４３Ｅ、４４Ｅと、その間に３つの５層の
矩形ブロック用データからなる接続用ブロック用メタル
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａが設けられている。この図９に
示すパターンでは、１つのグリッドに相当する箇所に接
続用ブロック用メタル４１Ｅ、４２Ｅ、４３Ｅ、４４
Ｅ，４１Ａ、４２Ａ、４３Ａが設けられている。このフ
ィードセル３５における各層の各接続用ブロックメタル
４１Ａ…は、それぞれ配線ピッチに２倍のグリッドを間
隔として配置されている。

【００５２】上記したように、５層メタル及び３層メタ
ルは、本実施形態では、水平方向に優先方向を持つた
め、接続用ブロック用メタル４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、
４４Ａ、４１Ｅ、４２Ｅ、４３Ｅ、４４Ｅのブロック用
データは、セルに対して垂直のグリッド方向に配置され
る。また、４層メタルは、本実施形態では、垂直方向に
優先方向を持つため、４層メタルで構成される接続用ブ
ロック用メタル４１Ｃ、４２Ｃは、セルに対して水平方
向のグリッド方向に配置される。

【００５３】1層、７層の他のメタル層を配置する場合
についても、同様に水平方向の優先度を持つため、セル
に対して垂直のグリッド方向に配置することが可能であ
る。また、２層、６層の他のメタル層を配置する場合に
ついても、同様に垂直向の優先度を持つため、セルに対
して水平のグリッド方向に配置することが可能である。

【００５４】図２に示すインバータ機能のスタンダード
セルを用いて、ソフトウェアツールを用いた自動配置配
線により、１つの行（ＲＯＷ）を配置配線した例を示す
図３の配線例において、本発明のフィードセルを挿入し
た実施形態を図１１に示す。

【００５５】図１１に示す例の場合、ＲＯＷに配置され
たスタンダードセル２は、６個であり、図において、左
から２番目の右側、および３番目と４番目、４番目と５
番目の間にセル配置のスペースが存在する。これは、配
置配線ツールが配線の混雑度を予測して自動的に挿入さ
れる隙間である。この配置情報を利用して最終的に配線
されたレイアウトは、電源（Ｖｄｄ、Ｖｓｓ）の破断
や、ウェルのスリットによるデザインルール違反等を発
生する。

【００５６】そこで、これら隙間にフィードセルが挿入
されるのであるが、この発明では、長距離配線につい
て、カップリング容量により発生するクロストーク問題
に対し、予めセル内に配線ブロッケージメタルを有する
図５ないし図１０に示すフィードセルのいずれかの中か
ら最適なセルを挿入するものである。

【００５７】図１０に示す実施形態では、２番目と３番
目の間及び３番目と４番目の間に、図１（ａ）に示すフ
ィードセル１１を挿入する。４番目と５番目の間に３グ
リッドの隙間があるため、２グリッド分のセルに相当す
る箇所に、配線ブロッケージメタルを有する図６に示す
フィードセルフィードセル３２を挿入し、１グリッドの
隙間に図１（ａ）に示すフィードセル１１を挿入するも
のである。

【００５８】図１０に示す配線に関しても、メタル層は
図４の凡例に従うが、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、
５Ｆ、５Ｈはメタル５層配線であり、３Ａ’、３Ｃ’、
３Ｈ’はメタル３層、４Ａはメタル４層、６Ａはメタル
６層による配線である。

【００５９】図１０では５Ａ、５Ｃ、５Ｄの５層配線
は、挿入された図６に示すフィールドセル３２のブロッ
ク用の５層メタル４２Ａ、４３Ａ、４４Ａに遮断され、
３Ａ’、３Ｃ’、３Ｄ’の３層メタルに切り替えられ
る。

【００６０】従って、図３に示す従来例での５Ａ、５
Ｂ、５Ｃのクロストーク問題を発生する配線は、配線層
の隔離により改善される。

【００６１】図１０に示すものは、水平方向に優先度を
持つ５層メタルの例を示したが、垂直方向に優先度を持
つ配線についても、図７に示すフィールドセルを挿入す
ることで、４１Ｃ、４２の４層メタルを例としたセルに
対して水平のグリッド方向に配置されたブロック用メタ
ルにて、４層の垂直方向の配線も遮断され、他の垂直優
先層配線層に切り替えられることにより、クロストーク
問題を発生する配線改善することができる。

【００６２】また、図６に示すフィールドセルを３つ用
いても、４層の垂直方向の配線も遮断され、他の垂直優
先層配線層に切り替えられることにより、クロストーク
問題を発生する配線改善することができる。

【００６３】上記したように、図９及び図１０は、図６
の５層のブロック用メタルに対して、５層メタルグリッ
ド間に３層メタルのブロック用メタル４１Ｅ…を挿入
し、複層のブロック用メタルを備える例を示している。

【００６４】図１１に示す例では、５Ｅは、５層メタル
であるが、仮に、５Ｅが３層構成され、長配線で５Ａに
並走する場合、図６のフィールドセルを挿入することに
より、３Ａ'として切り替えられた配線が、従来の５Ｅ
（ここでは、３層メタル）と逆にカップリング容量を生
じて、クロストーク問題を生じる場合がある。このよう
な場合、図９、図１０の複層を交互に配したブロック用
メタルを有するフィールドセルを用いれば、これを防止
することができる。

【００６５】図１２は、複層のブロック用メタルを持つ
フィールドセルの別の実施形態で、図１２（ａ）が、５
層メタルの配置状況を表し、図１２（ｂ）は、５層メタ
ル以外の状態を表す。つまり５層のブロック用メタルに
対して６１Ａ、６３Ａの３層メタルが同じ位置に配置さ
れ、６２Ａ、６４Ａの７層メタルが配置された構成とな
っている。

【００６６】これは、５層メタルの遮断に関して、３層
側で切り替えるか、７層側に切り替えるかを誘導するた
めのメタルとして機能するものである。

【００６７】図１３は、図１１の配線例が、図１２のフ
ィードセル３６の挿入により、３Ｃ'が５層から３層、
７Ｃ'が５層から７層メタルに切り替えられたことを示
す例である。

【００６８】次に、この発明の更に他の実施形態につき
説明する。この実施形態は、ブロック用メタルをセル枠
まで伸長し、接地（ＧＮＤ）と接続することで、一般の
配線をＧＮＤで挟み込みシールディングにより、クロス
トーク問題を解決しようとするものである。

【００６９】図１４、図１５、図１６に実施形態を示
す。

【００７０】図１４に示す実施形態の場合、本発明のブ
ロック用メタルについて、配置された５層ブロック用メ
タルをセル枠まで伸長した７１Ａ、７２Ａ、７３Ａ、７
４Ａとそれらのメタルをビアホール（ＶＩＡ）を介し
て、ＧＮＤに接続するように構成している。

【００７１】図１４のセルを挿入した配線例を図１７に
示す。

【００７２】図１７に示すように、５Ａ、５Ｂの配線
は、ＧＮＤ線でシールドされることになる。

【００７３】図１５は、垂直方向にシールディングのブ
ロック用メタルが挿入された例を示すパターン図であ
る。

【００７４】図１５に示すものは、ブロック用メタル
を、フィードセルではなくインバータセルに組み込んだ
ものである。このセルを用いても長配線となるメタル配
線を遮断することができる。

【００７５】この発明を用いた場合と従来のものとを比
較する。図１８は従来の全体の構成を示す模式図、図１
９はこの発明の実施形態を用いた全体の構成を示す模式
図である。なお、図１８，図１９において、一点鎖線は
３層メタル、実線は４層メタル、二点差線は５層メタ
ル、破線は６層メタルを示している。

【００７６】図１８に示すの従来例に関して、この発明
の図１９は、フィードセルＦ５の挿入により、実線（た
とえば、垂直に優先方向を持つ４層メタル）が、破線の
６層メタルに切り替えられた例を示している。図１９に
おいて、Ｙで囲む領域が、垂直方向に切り替えられた領
域を示す。

【００７７】図１９のＸで囲む領域は、水平方向の配線
が切り替えられた例を示す。

【００７８】特に、図１８、図１９の例では、マクロセ
ルの密集域が、上下に隔離されている。一般に論理的結
合の高い回路については、配線距離を少なくして配線遅
延を抑えるため、密集してセル配置される。Ｆ５で示す
フィードセルが挿入される領域は、論理的機能ブロック
間などの結合数の低い部分となる。逆に、これらブロッ
ク間の配線は、一般に配線距離が長くなるため、クロス
トーク問題を生じる場合が多い。

【００７９】図１９のフィードセルＦ５はこれらを切り
替えることを示している。

【００８０】ブロック用メタルは、全マクロセルに挿入
した場合、過多のブロック領域のため配線混雑度を増長
する。このため、実用において、図１９のようにグリッ
ド数の大きなフィードセルにブロック用メタルを挿入す
ることで、フィードが発生しやすいブロック間配線領域
で発生する長配線を切り替えることが可能となる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、フィードセルまた
は機能セルにブロック用メタルを挿入しておくことで、
配線層を遮断し、長配線で並走するクロストーク問題を
生じ易いメタルを切り替え、カップリング容量を軽減す
ることができる。

【００８２】また、複層のブロック用メタルにより、切
り替える配線層を誘導することも可能となる。また、同
一個所に配置されたの複層のブロック用メタルは、フロ
ーティング状態で、ＶＩＡを介して各メタル層接続され
ていないため、優先方向に直交するメタルをブロックす
ることがなく、配線混雑度への影響を抑えることが可能
となる。

【００８３】前記ブロック用メタルに内部配線に対して
シールド機能を持つように構成すれば、シールディング
により、クロストークを抑える。また、シールデイング
メタルは、プルダウン用端子としても使用できる。

【００８４】ブロックセルに対して、通常のマクロセル
についても、ブロック用メタルの挿入で、配線を切り替
えることが可能となる。ただし、一律の挿入は、配線混
雑度を上げることになる。このため、ドライバ等の回路
中に含まれる数が限定され、クロストークを誘発するバ
ッファ等への適用が有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィードセルを示すパターン図であり、（ａ）
は、１グリッド（ｇｒｉｄ）のフィードセル、（ｂ）
は、２グリッドのフィードセルを示している。

【図２】スタンダードセルを示すパターン図であり、イ
ンバータ機能のスタンダードセルのレイアウト例を示し
ている。

【図３】自動配置配線により配線した１つの行分のパタ
ーンを示す図である。

【図４】レイヤの凡例を示すパターン図である。

【図５】この発明の実施形態に用いられるフィードセル
のパターン図である。

【図６】この発明の実施形態に用いられるフィードセル
のパターン図である。

【図７】この発明の実施形態に用いられるフィードセル
のパターン図である。

【図８】この発明の実施形態に用いられるフィードセル
のパターン図である。

【図９】この発明の実施形態に用いられるフィードセル
のパターン図である。

【図１０】この発明の実施形態に用いられるフィードセ
ルのパターン図である。

【図１１】この発明を用いて自動配置配線により配線し
た１つの行分のパターンを示す図である。

【図１２】複層のブロック用メタルを持つフィールドセ
ルの別の実施形態を示すパターン図である。

【図１３】図１２に示すフィールドセルを用いて自動配
置配線により配線した１つの行分のパターンを示す図で
ある。

【図１４】この発明の他の実施形態にかかるフィールド
セルを示し、ブロック用メタルについて、配置された５
層ブロック用メタルをセル枠まで伸長し、そのメタルを
ビアホール（ＶＩＡ）を介して、ＧＮＤに接続したパタ
ーン図である。

【図１５】垂直方向にシールディングのブロック用メタ
ルが挿入された例を示すパターン図である。

【図１６】スタンダードセルにブロック用メタルが挿入
された例を示すパターン図である。

【図１７】図１４に示すフィールドセルを用いて自動配
置配線により配線した１つの行分のパターンを示す図で
ある。

【図１８】従来の全体の構成を示す模式図である。

【図１９】この発明の実施形態を用いた全体の構成を示
す模式図である。

【符号の説明】

２スタンダードセル３１フィールドセル４１Ａ接続用ブロックメタル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 27/04 Ｈ０１Ｌ 21/82 Ｂ 21/822 27/04 ＤＨＦターム(参考） 5B046 AA08 BA05 BA06 5F038 BH01 BH10 BH19 CA07 CA17 CD02 CD13 EZ09 EZ20 5F064 AA04 BB26 DD02 DD12 DD50 EE02 EE08 EE15 EE16 EE19 EE23 EE27 EE43 EE46 EE52 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のスタンダードセルを自動配置し、
多層配線によりセル間が接続された半導体スタンダード
セルを用いた半導体装置において、配線のブロック用メ
タルをスタンダードセル方式の優先配線方向の配線ピッ
チに対して、1つ以上複数配置されるブロックセルを備
え、このブロックセルが自動配置配線レイアウトにおい
て優先配線方向に対して、長く並走するメタル配線部分
に挿入され、前記メタル配線を遮断し、配線層を切り替
えることを特徴とする半導体スタンダードセルを用いた
半導体装置。
【請求項２】前記ブロックセルは、フィードセルで構
成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体スタ
ンダードセルを用いた半導体装置。
【請求項３】前記ブロックセルを機能セルの一部に設
けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体スタンダ
ードセルを用いた半導体装置。
【請求項４】前記ブロック用メタルは、スタンダード
セル方式の優先配線方向の配線ピッチに対して、１つ以
上複数配置されるとともに、単層または複層のメタルを
備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載の半導体スタンダードセルを用いた半導体装置。
【請求項５】前記ブロック用メタルは、スタンダード
セル方式の優先配線方向の配線ピッチに対して、１つ以
上複数配置されるとともに、電源ラインに接続され、配
線優先方向に対してセル枠、セル枠近傍まで伸長されて
おり、内部配線に対してシールド機能を持つことを特徴
とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体スタ
ンダードセルを用いた半導体装置。
【請求項６】複数のスタンダードセルと、フィードセ
ルと、スタンダードセル方式の優先配線方向の配線ピッ
チに対して、１つ以上複数配置された配線のブロック用
メタルを持つ第２のフィールドセルと、を備え、複数の
スタンダードセルを自動配置し、隙間にフィールドセル
を埋め込む際、自動配置配線レイアウトにおいて優先配
線方向に対して、前記第２のフィードセルが挿入され長
く並走するメタル配線を遮断し、配線層を切り替えるこ
とを特徴とする半導体スタンダードセルを用いた半導体
装置のレイアウト方法。
【請求項７】前記ブロック用メタルは、スタンダード
セル方式の優先配線方向の配線ピッチに対して、１つ以
上複数配置されるとともに、単層または複層のメタルを
備えることを特徴とする請求項６に記載の半導体スタン
ダードセルを用いた半導体装置のレイアウト方法。