JP2004240838A - Method for designing semiconductor device - Google Patents

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JP2004240838A
JP2004240838A JP2003030980A JP2003030980A JP2004240838A JP 2004240838 A JP2004240838 A JP 2004240838A JP 2003030980 A JP2003030980 A JP 2003030980A JP 2003030980 A JP2003030980 A JP 2003030980A JP 2004240838 A JP2004240838 A JP 2004240838A
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wiring
parasitic element
coefficient
semiconductor device
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Tadayuki Kawai
忠行 河合
Jinichi Tamura
仁一 田村
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for quickly controlling crosstalk by extracting a parasitic element generated between wires in accordance with request accuracy and bypassing the parasitic element while considering an arrangement area or a wiring route at automatic arrangement/wiring and to provide a method for designing the semiconductor device. <P>SOLUTION: After temporarily wiring all networks by a temporary wiring process 100, a parasitic element generated between wires is extracted in accordance with wiring density by a wiring density extraction process 101, and in determining a wiring route in a wiring route determination process 104 by dividing the whole target wires like a grating and setting a coefficient calculated on the basis of a previously prepared parasitic element table 103 in a parasitic element coefficient setting process 102, a layout reducing the influence of crosstalk can be quickly obtained at necessary and sufficient accuracy by wiring networks while considering complicated crosstalk causality (e.g. strength of crosstalk received from another network or applied to another network). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路(以下、LSIと略す)の自動配置配線方法に関し、特に配線の信号間に発生するクロストーク抑制に有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、LSIは製造技術の進歩に伴い回路の高集積化、大規模化、複雑化及び動作速度の高速化に伴い、配線幅が小さくなり通電する電流量が減少し且つ配線間隔が狭まり隣接する配線間及び層間絶縁膜が薄くなり上下層間に発生する寄生容量が増大し、自動配置配線時に近接して並行または重層して配線される信号線間に生じる寄生素子を介して信号線間の相互干渉(以下クロストークと略す)により誤動作を引起しLSIの信頼性や品質の劣化を招くことが問題となっている。
【0003】
従来の技術では自動配置配線の際対象としているチップまたロック全体に対して同一手法により同一精度の寄生素子の抽出を行なっている(例えば、特許文献1参照。)。また、特に重要な信号線例えばクロック信号やデータのバス信号線などを高精度に検証するためレイアウトの寄生素子抽出(以下LPEと略す)しネットリスト(回路接続情報ファイル)から着目するネットのみをシミュレーションなどを用いて動作を検証し、問題となる箇所を自動配置配線へフィードバックする工程を正常動作を確認するまで繰返し実施している。このため回路が大規模化、複雑化して来ると工程全体の1回の検証時間が長く且つ多数回繰返す必要がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−147009号公報(第20頁、第23図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では配線間に生じるクロストークを高精度に考慮すると処理時間が非常に膨大になり、図11に示すように対象の信号線(ここでは長さL)を現実的な処理時間で考慮可能なもの例えば図12の重層容量900のみに絞ると波形の歪みや微小な揺らぎを確認する上で充分な結果を得られない。
【0006】
更に、位相の異なるデジタル間やデジタルとアナログ間や種類の異なるアナログ間の信号線間の相互干渉を検証することはデジタルの信号レベル(‘H’、‘L’、‘Z’)や信号の伝播時間のみの考慮では不充分であり、波形の歪みや微小な揺らぎ(0.数mVオーダー)をも検証する必要がある。このためLPEを高精度に実施しレイアウト後の波形が正確に動作することを確認するためにSPICEシミュレータを用いて検証しているが、デジタルのシミュレータに比べ2桁以上のシミュレーション時間を要するため、結果をフィードバックするレイアウト工程或いは回路設計工程間の繰返しが長時間且つ微小な調整を伴うため多数回を要し、膨大な工数と期間が必要となっている。
【0007】
LSIの開発期間短縮や信頼性及び品質の向上には、配線毎における信号変化の頻度の違いや、位相が異なる信号や一定の電位を保つ信号線に対する相互間に生じる前記寄生容量の影響のみならず、製造工程で生じる段差部分での層間絶縁膜や配線膜の薄膜化やリソグラフィにおける焦点深度の差や近接配線からの光反射による配線幅の変化をも考慮したクロストークの回避を高精度に制御することが必要である。
【0008】
従来の技術では前述したように、寄生容量の一部を考慮するように設計した技術があるが、高精度化すると処理速度が遅くなるという課題がある。しかしながら、アナログ的に近接して並行または重層して配線される信号線間に生じるクロストークにより信号の変化波形が前後にずれたり歪んだりというようなノイズの影響により波形が乱れる現象、あるいは製造工程で生じる段差部分での層間絶縁膜や配線膜の薄膜化が生じることによるクロストークへの影響、リソグラフィにおける焦点深度の差や光の近接効果による配線幅の変化をレイアウト工程で考慮する技術は無かった。
【0009】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、高精度で信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の設計方法は、仮に配線する工程と、その配線結果から配線密度を抽出する工程と、領域毎に寄生素子の重みを係数として設定する寄生素子係数設定工程と、配線経路を探索する工程と、実配線時に前記寄生素子の係数に基づいて補正する工程とを含むことを特徴とする。
【0011】
例えば、ネットリスト情報にもとづいて、全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行またはその上層又は下層で重なり合う重層パターンの配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を算出し、例えば配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0012】
次に、予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブルに基づいて前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化する。
【0013】
そして、この後、前記寄生素子テーブルを照合し寄生素子の重みを係数として決定する。そしてさらに配線の対象となるチップ又はブロックを前記配線密度図形を参照し、大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0014】
次に、予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら、配線の経路を複数探索し最適な経路を選択し配線する。
【0015】
また、寄生素子の重みを係数として設定する際、配線膜厚や下層との層間絶縁膜がその下層、例えばポリシリコン配線層や拡散層(ディフフュージョン)などの影響による段差部で薄膜化し、寄生容量値が変化(層間絶縁膜厚の減少により下層との寄生容量が増大し、配線膜厚の減少により線間のカップリング容量が減少)するため、段差部を抽出し、夫々の格子に設定された寄生素子の係数を補正する(増減)。この段差部の抽出は、例えば配線と下層の論理積及びオーバーサイジングにより求めるという方法がとられる。
【0016】
更に、寄生素子の重みを係数として設定する際、配線間隔の粗密からリソグラフィ時の光の近接効果によって配線幅が変化するが配線が近接している箇所を配線痩せ部抽出工程において抽出する。この抽出に際しては、例えば配線夫々をオーバーサイジングした後論理積により求めるというような方法がとられる。そして、夫々の格子に設定された寄生素子の係数を増減し、補正する。
【0017】
また、ネットリストを基に予めセル化されているセルのクロックピンを基点として探索しクロックの系統を自動解析し、且つ外部端子を基点として探索し信号の流れ(強度)や信号の流れる方向などを自動解析し、し回路グループとして抽出し、回路グループ毎に配置領域を設定し配置する。
【0018】
次に回路グループ毎に配線グループ決定しながら配線するグループの順番を決定し、ネットグループ毎に寄生素子の抽出精度を切替える。
【0019】
更に、ネットの属性を基に例えばクロストークを受ける敏感度の強弱やクロストークを与える(ノイズ発生源)頻度及び強弱によってネットのグループを抽出し、ネットのグループ毎に配置領域を設定し配置する。
更に、配線の経路を複数探索する際、ネットグループを跨るネットの配線経路に存在する別のネットグループを考慮しクロストークの影響が最小となる経路に迂回する。
【0020】
また、要求される寄生素子の抽出精度を満たすよう格子の大きさを変化させ、また精度が要求されない部分を低精度に抽出することにより必要に応じた高精度且つ高速な抽出が出来る。
【0021】
以上の単独又は組合せにより、ネット毎に設定されたクロストーク制御の要求に応じた寄生素子の抽出精度で高速に配線することが出来る。
【0022】
また上記設計方法で形成された半導体装置はクロストークが低減され信頼性の高いものとなる。
【0023】
さらにまた上記設計方法にもとづく半導体装置の設計方法をコンピュータに実行させるプログラムによれば、演算量が低減され、高精度でクロストークの少ない設計が可能となる。
【0024】
加えて上記設計手法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、高精度でクロストークの少ない設計が高速で、可能となる。
【0025】
なお領域への分割については格子状領域に分割する方法あるいは、チップ周辺部の枠状領域と中央部とを分割する方法など、適宜採用可能である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態の一例について図面を参照しながらその動作を説明する。
【0027】
(実施の形態1)
本発明に記載の半導体装置の設計手法は、図1に示すように、ネットリスト情報から、仮に配線する工程100と、その配線結果から配線密度を抽出する工程101と、領域毎に、当該領域の敗戦密度に基づいて寄生素子テーブル103を参照し、寄生素子テーブル103から寄生素子の重みを係数として設定する寄生素子係数設定工程102と、配線経路を探索する工程104と、実配線時に前記寄生素子の係数に基づいて補正し、配線する工程105とを含むことを特徴とする。
【0028】
すなわち、仮配線工程100で、ネットリスト情報から、全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程101で算出する。ここで例えば図2の(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0029】
ここでは、領域200、201について考えるものとし、これらの領域に、第1層配線204と、この上層に形成される第2層配線203を配置する。これら第1層配線204と、第2層配線203との間の接続はコンタクトホールを介してなされる(図2(a))。
【0030】
そして図2(b)に示すように、平面方向および垂直方向(他の層)間で配線層間の論理積(AND)部をとる。
そして図2(c)に示すように、一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)をとる。ここで206はもっとも配線密度が大きく寄生容量が大きい領域、208はもっとも配線密度が小さく寄生容量が小さい領域、207,209はその中間領域である。
【0031】
次に寄生素子係数設定工程102において予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブル103を基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化した後照合する。
【0032】
そして寄生素子の重みを係数として決定する。例えば図2(d)に示す様な配線の対象となる(チップ又は)ブロックを前記配線密度図形を参照し、大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0033】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら、図2(e)の様に配線の経路を配線経路探索工程(104)で複数探索し最適な経路をその必要度に応じて選択し、配線する(配線工程105)ことで必要且つ充分な精度で高速に配線出来る。
【0034】
ここでは、点260から点261に到達するのに、経路262よりも経路263をとるのが望ましいことが明らかである。
【0035】
(実施の形態2)
本実施の形態では、図3に示すように前記実施の形態1と同様に寄生素子係数設定工程で寄生素子係数を設定した後、配線下層による寄生容量の影響を考慮し寄生素子の重み係数を補正するようにしたことを特徴とするものである。
【0036】
すなわち、配線段差抽出工程310で下層の状態を抽出し、段差位置および段差の大きさを抽出しこの抽出値に基づいて寄生素子係数を補正する工程311を設けたことを特徴とする。
【0037】
ここでも実施の形態1と同様に、図3に示すように、仮配線工程100で全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程(101)で算出する。
そして、同様に、図2(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0038】
次に寄生素子係数設定工程(102)において予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブルを基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化した後照合して寄生素子の重みを係数として決定する(103)。
【0039】
例えば図2(d)に示すように配線の対象となるチップ又はブロックを、前記配線密度図形を参照し大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0040】
そしてここでは、図4(a)に示すように、配線膜厚300や下層との層間絶縁膜がその下層(例えば図4のポリシリコン301や拡散層など)の影響により段差部302で薄膜化し寄生容量値が変化(層間絶縁膜厚の減少により下層との寄生容量が増大し、配線膜厚の減少により線間のカップリング容量が減少)するという事実を考慮している。
【0041】
ここでは、図3に示すように、配線段差抽出工程310において図4(b)の203と204からこれらの交差部に起因する段差部303を抽出(例えば203と204の論理積及びオーバーサイジングにより求め)し、寄生素子係数補正工程311にて夫々の格子に設定された寄生素子の係数を増減させる。
【0042】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら、図2(e)の様に配線の経路を配線経路探索工程104で複数探索し最適な経路をその必要度に応じて選択し配線工程105で配線することで必要且つ充分な精度で高速に配線することが出来る。
【0043】
(実施の形態3)
本実施の形態の設計方法は、寄生素子係数設定工程において、リソグラフィ時の配線幅の変化を考慮し、前記寄生素子の重み係数を補正する工程とを含むことを特徴とする。
【0044】
この方法では、図5に示すように仮配線工程100で全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程101で算出し、例えば図2(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0045】
次に、図5に示すように寄生素子係数設定工程102において予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブル103を基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化した後照合し寄生素子の重みを係数として決定する。
【0046】
例えば図2(d)に示す様な配線の対象となるチップ又はブロックを前記配線密度図形を参照し大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0047】
次に配線間隔の粗密からリソグラフィ時の光の近接効果によって配線幅が変化するが、図6に示すように配線が近接している箇所400を図5の配線痩せ部抽出工程410において抽出(例えば203夫々をオーバーサイジングした後論理積により求め)し、寄生素子係数補正工程411にて夫々の格子に設定された寄生素子の係数を増減させる。通常は配線痩せによって配線幅が小さくなるため寄生容量も減少する。従って寄生素子の係数も低下させる。
【0048】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら図2(e)の様に配線の経路を、図5に示すように配線経路探索工程104で複数探索し最適な経路をその必要度に応じて選択し配線工程105で配線する。
【0049】
このようにして必要且つ充分な精度で高速に配線を行うことが出来る。
【0050】
またこのようにして設計された設計値に応じて半導体装置が形成される。
【0051】
(実施の形態4)
本実施の形態の方法は、ネットリストの接続情報からネットグループを抽出しグループ毎に配置領域を設定および配置するとともに、グループ毎に配線経路を探索し配線するようにしたことを特徴とするものである。
【0052】
すなわち、図7に示すようにネットリスト510を基に回路グループ抽出工程511で予めセル化されているセルのクロックピンを基点として探索しクロックの系統を自動解析し、且つ外部端子を基点として探索し信号の流れや信号の流れる方向などを自動解析し回路グループとして抽出し、配置領域設定工程512で図8に示すように回路グループ毎に配置領域500及び501を設定し、配置工程513において配置する。
【0053】
次に回路グループ毎に配線グループ決定工程514において配線するグループの順番を決定する。
【0054】
次に配線グループ毎に仮配線工程100で全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程101で算出する。
【0055】
ここでも例えば図2の(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0056】
次に、図7に示すように寄生素子係数設定工程102において予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブルを基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブル103に合致する様に細分化した後照合し寄生素子の重みを係数として決定する。
【0057】
例えば図2(d)に示す様な配線の対象となるチップ又はブロックを前記配線密度図形を参照し大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0058】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら、図2(e)の様に配線の経路を複数探索し最適な経路を配線経路探索工程104で複数探索し最適な経路をその必要度に応じて選択し、配線工程105で配線する。
【0059】
次に配線グループ終了判定515で回路グループの配線完了を判定し、同一グループ内の配線が完了するまで繰返しネットグループ毎に配線密度抽出工程101で寄生素子の抽出精度を切替えることで、ネットグループ毎に求められる精度で高速に配線することが出来る。
【0060】
(実施の形態5)
本実施の形態の半導体装置の設計方法は、ネット属性によりネットリストの接続情報からネットグループを抽出しグループ毎に配置領域を設定および配置するとともに、グループ毎に配線経路を探索し配線するようにしたことを特徴とするものである。
【0061】
すなわち、図9に示すように、ネットリスト611を基にネットグループ抽出工程612で予めセル化されているセルのクロックピンを基点として探索し、クロックの系統を自動解析し、且つ外部端子を基点として探索し信号の流れや信号の流れる方向などを自動解析し回路グループとして抽出する。
【0062】
ここでは、さらにネットの属性610から例えばクロストークを受ける敏感度の強弱やクロストークを与える(ノイズ発生源)の頻度及び強弱によってネットのグループを抽出し、ネット領域設定工程613にて配置する領域を設定する。
【0063】
そして、配置工程513でネットグループに属する回路を前記ネット領域内へ配置する。
【0064】
この後、ネットグループ毎に配線グループ決定工程514において配線するグループの順番を決定し、仮配線工程100で全ネットを最短距離で仮に配線する。
【0065】
そして、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程101で算出する。
【0066】
ここでも例えば図2の(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0067】
次に寄生素子係数設定工程102において予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブル103を基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化した後照合し寄生素子の重みを係数として決定する。
【0068】
ここでは例えば図2(d)に示すように配線の対象となるチップ又はブロックを、前記配線密度図形を参照し大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0069】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら図2(e)に示すように配線の経路を配線経路探索工程104で複数探索する。
【0070】
このようにして最適な経路をその必要度に応じて選択し、配線工程105で配線する。
【0071】
さらに配線グループ終了判定515で回路グループの配線完了を判定し、同一グループ内の配線が完了するまで繰返すことで必要且つ充分な精度で高速に配線することが出来る。
【0072】
(実施の形態6)
本実施の形態では、前記実施の形態においてネットリストのほかにネット属性610から信号の強度を設定するようにしたことを特徴とするもので、図9に示すように、ネットリスト611を基にネットグループ抽出工程612で予めセル化されているセルのクロックピンを基点として探索しクロックの系統を自動解析し、且つ外部端子を基点として探索し信号の流れや信号の流れる方向などを自動解析し回路グループとして抽出する。
【0073】
そしてネットの属性610から例えばクロストークを受ける敏感度の強弱やクロストークを与える(ノイズ発生源)の頻度及び強弱によってネットのグループを抽出する。
【0074】
この後、ネット領域設定工程613にて配置する領域を設定し、配置工程513でネットグループに属する回路を前記ネット領域内へ配置する。
【0075】
そして、ネットグループ毎に配線グループ決定工程514において配線するグループの順番を決定する。
【0076】
この後前記実施の形態と同様に、仮配線工程100で全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程101で算出する。
【0077】
ここで例えば図2(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とするという動作を配線層毎に繰返す。
【0078】
次に寄生素子係数設定工程102において、予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブル103を基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化した後照合し寄生素子の重みを係数として決定する。
【0079】
ここでも例えば図2(d)に示すように、配線の対象となるチップ又はブロックを前記配線密度図形を参照し大きさを決定しながら格子状に分割し、夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0080】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら図10に示すように配線の経路を配線経路探索工程104で複数探索する。
【0081】
このときネットグループを跨るネットの配線経路に存在する別のネットグループを考慮し、クロストークの影響が最小となる経路を迂回し、最適な経路をその必要度に応じて選択し、配線工程105で配線する。そして、配線グループ終了判定515で回路グループの配線完了を判定し、同一グループ内の配線が完了するまで繰返すことで必要且つ充分な精度で高速に配線することが出来る。
【0082】
(実施の形態7)
本実施の形態の半導体装置の設計手法は、格子領域の大きさを要求される寄生素子の抽出精度に応じて変化する用にしたことを特徴とするものである。
【0083】
すなわち、図1の仮配線工程100で全ネットを最短距離で仮に配線し、その結果から配線層毎に並行または重層する配線間に生じる寄生素子の分布と配線密度を配線密度抽出工程101で算出し、例えば図2(a)乃至(c)に示す通り配線層間の論理積(AND)部を一定量オーバーサイジングした後に論理和(OR)して得られた領域を一つの配線密度図形とすることを配線層毎に繰返す。
【0084】
次に、寄生素子係数設定工程102において予め配線形状と配線密度と配線の並行または重層パターンの各々の単独または組合せにより設定された寄生素子テーブル103を基に前記配線密度図形と照合または前記配線密度図形を前記寄生素子テーブルに合致する様に細分化した後照合し寄生素子の重みを係数として決定する。
【0085】
ここで例えば図2(d)に示す様な配線の対象となるチップ又はブロックを、前記配線密度図形を参照し要求される寄生素子の抽出精度を満たすよう格子の大きさを変化させながら夫々の格子に寄生素子の重みを係数として設定する。
【0086】
次に予めネット毎にピンとピン間あるいはネット全体に設定された配線順序で前記寄生素子係数を参照しながら、図2(e)の様に配線の経路を複数探索し、最適な経路を配線経路探索工程104で複数探索し最適な経路をその必要度に応じて選択し配線工程105で配線することで必要且つ充分な精度で高速に配線することが出来る。
【0087】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、配線間に生じる寄生素子を配線密度の応じて係数化することで配線経路を決定する際、複雑なクロストークの因果関係(例えば別ネットから受けたり別ネットへ与えたりするクロストークの強弱)を考慮しながら、配線出来るためクロストークの影響が最小なレイアウトを必要且つ充分な精度で高速に出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の方法を示すフローチャート図である。
【図2】同方法における寄生素子の抽出手段と寄生素子係数を考慮した配線経路探索例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態2の方法を示すフローチャート図である。
【図4】同方法における配線下層の段差を考慮した寄生素子係数の補正方法を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態3の方法を示すフローチャート図である。
【図6】同方法における光の近接効果を考慮した寄生素子補正方法を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態4の方法を示すフローチャート図である。
【図8】同方法においてネットリストから回路のグループを自動抽出し配置する方法を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態6および7の方法を示すフローチャート図である。
【図10】ネットグループを跨る配線経路の決定方法を示す図である。
【図11】従来技術の自動配線時に対象とする寄生素子を示す図である
【図12】本来自動配線時に考慮すべき寄生素子を示す図である。
【符号の説明】
100 仮配線工程
101 配線密度抽出工程
102 寄生素子テーブル
103 寄生素子係数設定工程
104 配線経路探索工程
105 配線工程
200 配線密度が粗な領域
201 配線密度が密な領域
203 1層目の配線層
204 2層目の配線層
205 1層目配線と2層目配線の重層部
206〜208 抽出された重層部と配線密度の粗密領域
209 抽出された配線密度が高い領域
250 レイアウトの対象領域
251〜252 格子状に分割された寄生素子係数設定領域
253 寄生素子係数が高い領域
254 寄生素子係数が低い領域
260 配線の始点
261 配線の終点
262、263 配線経路
300 配線断面図
301 ポリシリコン
302 配線の段差部
303 抽出した段差部
310 配線段差抽出工程
311 寄生素子係数補正工程
400 光の近接効果により配線が細る部分
410 配線痩せ部抽出工程
411 寄生素子係数補正工程
500、501 回路グループ
510 ネットリスト
511 回路グループ抽出工程
512 配置領域設定工程
513 配置工程
514 配線グループ決定工程
515 配線グループ終了判定
610 ネット属性
611 ネットリスト
612 ネットグループ抽出工程
613 ネット領域設定工程
701 配線の始点
702 配線の終点
703、704 配線経路
900 重層部の寄生容量
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for automatically arranging and wiring a semiconductor integrated circuit (hereinafter abbreviated as LSI), and more particularly to a technique effective for suppressing crosstalk generated between wiring signals.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of manufacturing technology, with the advancement of the manufacturing technology, the circuit width has become smaller, the wiring size has been increased, and the operation speed has been increased. The parasitic capacitance generated between the upper and lower layers increases due to the thinning between the wirings and the interlayer insulating film, and the mutual connection between the signal lines via the parasitic element generated between the signal lines arranged in parallel or in close proximity during automatic placement and wiring. There is a problem that interference (hereinafter abbreviated as crosstalk) causes a malfunction and causes deterioration in reliability and quality of the LSI.
[0003]
In the prior art, parasitic elements with the same accuracy are extracted by the same method for the chip or the lock as a target at the time of automatic placement and routing (for example, see Patent Document 1). In addition, in order to verify a particularly important signal line, for example, a clock signal or a data bus signal line, with high accuracy, a parasitic element of a layout is extracted (hereinafter abbreviated as LPE) and only a net of interest is extracted from a net list (circuit connection information file). The operation is verified using simulation or the like, and the process of feeding back the problematic part to the automatic placement and routing is repeated until the normal operation is confirmed. For this reason, when the circuit becomes large-scale and complicated, one verification time of the entire process is long and it is necessary to repeat the verification many times.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-147009 (page 20, FIG. 23)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, processing time becomes extremely enormous when crosstalk generated between wirings is considered with high precision, and a target signal line (here, length L) is considered in a realistic processing time as shown in FIG. If only possible multilayer capacitances 900 shown in FIG. 12, for example, are narrowed down, a sufficient result cannot be obtained in confirming waveform distortion and minute fluctuation.
[0006]
Further, verifying the mutual interference between digital signal lines having different phases, between digital and analog signals, and between different types of analog signal lines requires checking the digital signal level ('H', 'L', 'Z') and the signal level. Considering only the propagation time is not sufficient, and it is necessary to verify waveform distortion and minute fluctuations (on the order of 0.1 mV). For this reason, LPE is performed with high accuracy and the waveform after layout is verified using a SPICE simulator in order to confirm that it operates correctly. However, a simulation time of two digits or more is required as compared with a digital simulator. Since the repetition between the layout process or the circuit design process for feeding back the result is performed over a long period of time and involves fine adjustment, it is required to be performed many times, which requires enormous man-hours and time.
[0007]
In order to shorten the development period of LSI and improve the reliability and quality, it is necessary to consider only the difference in the frequency of signal change between wirings and the influence of the parasitic capacitance generated between signals having different phases and signal lines maintaining a constant potential. Highly accurate avoidance of crosstalk by taking into account thinning of the interlayer insulating film and wiring film at the stepped portion generated in the manufacturing process, differences in the depth of focus in lithography, and changes in the wiring width due to light reflection from nearby wiring. It needs to be controlled.
[0008]
As described above, in the conventional technology, there is a technology designed to consider a part of the parasitic capacitance. However, there is a problem that a processing speed is reduced when the accuracy is increased. However, a phenomenon in which the waveform is disturbed by the influence of noise such as a signal change waveform being shifted back and forth or distorted due to crosstalk generated between signal lines which are arranged in parallel or in parallel in an analog manner, or a manufacturing process. In the layout process, there is no technique to consider the effect on crosstalk due to the thinning of the interlayer insulating film or wiring film at the stepped portion caused by the step, the difference in the depth of focus in lithography, and the change in the wiring width due to the proximity effect of light in the layout process. Was.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a highly accurate and highly reliable semiconductor device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The method of designing a semiconductor device according to the present invention includes a step of temporarily wiring, a step of extracting a wiring density from a wiring result, a parasitic element coefficient setting step of setting a weight of a parasitic element as a coefficient for each region, and a wiring path. A search step; and a correction step based on the coefficient of the parasitic element during actual wiring.
[0011]
For example, based on the netlist information, all the nets are provisionally routed at the shortest distance, and from the result, the distribution of parasitic elements and the wiring density generated between the wirings of the multilayer pattern which is parallel to each other or overlapped in the upper layer or lower layer are calculated. Then, for example, oversizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount and then performing a logical sum (OR) to form one wiring density figure is repeated for each wiring layer.
[0012]
Next, based on the parasitic element table previously set by the wiring shape, the wiring density, and the parallel or multi-layer pattern of the wiring alone or in combination, the wiring density graphic is compared with the wiring density graphic or the wiring density graphic matches the parasitic element table. And subdivide it.
[0013]
After that, the parasitic element table is checked and the weight of the parasitic element is determined as a coefficient. The chip or block to be wired is further divided into a grid shape while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is set as a coefficient in each grid.
[0014]
Next, while referring to the parasitic element coefficient in a wiring order set in advance between pins for each net or for the entire net, a plurality of wiring paths are searched, and an optimum path is selected and wired.
[0015]
In addition, when the weight of the parasitic element is set as a coefficient, the wiring film thickness and the interlayer insulating film with the lower layer are thinned at the step due to the influence of the lower layer, for example, a polysilicon wiring layer or a diffusion layer (diffusion), and the parasitic thickness is reduced. Since the capacitance value changes (parasitic capacitance with the lower layer increases due to a decrease in interlayer insulation film thickness, and coupling capacitance between lines decreases due to a decrease in wiring film thickness), steps are extracted and set for each lattice. Correcting (increase / decrease) the coefficient of the parasitic element. The step portion is extracted by, for example, obtaining the logical product of the wiring and the lower layer and oversizing.
[0016]
Further, when the weight of the parasitic element is set as a coefficient, a portion where the wiring width changes due to the proximity effect of light at the time of lithography but the wiring is close is extracted in the wiring thinning portion extracting step due to the density of the wiring interval. At the time of this extraction, for example, a method is employed in which each wiring is oversized and then obtained by a logical product. Then, the coefficient of the parasitic element set in each lattice is increased or decreased and corrected.
[0017]
In addition, based on the netlist, a search is performed using a clock pin of a cell that has been made into a cell in advance as a base, and a clock system is automatically analyzed. Is automatically analyzed and extracted as a circuit group, and an arrangement area is set and arranged for each circuit group.
[0018]
Next, while determining the wiring group for each circuit group, the order of the wiring group is determined, and the extraction accuracy of the parasitic element is switched for each net group.
[0019]
Further, based on the attributes of the net, for example, a group of nets is extracted based on the level of sensitivity to receive crosstalk and the frequency and strength of giving crosstalk (noise source), and a layout area is set and arranged for each net group. .
Furthermore, when searching for a plurality of wiring paths, another net group existing in a wiring path of a net that straddles the net group is taken into consideration, and a route that minimizes the influence of crosstalk is bypassed.
[0020]
In addition, by changing the size of the lattice so as to satisfy the required extraction accuracy of the parasitic element, and extracting the portion where the accuracy is not required with low accuracy, high-precision and high-speed extraction can be performed as required.
[0021]
By the above alone or in combination, high-speed wiring can be performed with the extraction accuracy of the parasitic element according to the requirement of the crosstalk control set for each net.
[0022]
Further, the semiconductor device formed by the above design method has reduced crosstalk and high reliability.
[0023]
Furthermore, according to a program for causing a computer to execute a semiconductor device design method based on the above design method, the amount of calculation is reduced, and a design with high accuracy and low crosstalk can be performed.
[0024]
In addition, according to a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the above-described design method is recorded, a design with high accuracy and little crosstalk can be performed at high speed.
[0025]
It is to be noted that division into regions can be appropriately adopted, such as a method of dividing into a lattice region or a method of dividing a frame region and a central portion around a chip.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the operation of an example of the embodiment will be described with reference to the drawings.
[0027]
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the semiconductor device design method according to the present invention includes a step 100 of temporarily laying out wiring from netlist information, a step 101 of extracting a wiring density from the wiring result, and A parasitic element coefficient setting step 102 for setting the weight of the parasitic element as a coefficient from the parasitic element table 103 with reference to the parasitic element table 103 based on the defeat density of the Correcting 105 based on the coefficient of the element and wiring.
[0028]
That is, in the tentative wiring step 100, all nets are tentatively wired with the shortest distance from the net list information, and the distribution of the parasitic elements and the wiring density generated between the wirings which are parallel or overlapped for each wiring layer are determined from the result. Calculated at 101. Here, for example, as shown in FIGS. 2A to 2C, a region obtained by performing a logical sum (OR) after oversizing a logical product (AND) part between wiring layers by a certain amount is defined as one wiring density figure. Is repeated for each wiring layer.
[0029]
Here, the regions 200 and 201 are considered, and the first-layer wiring 204 and the second-layer wiring 203 formed on the first-layer wiring 204 are arranged in these regions. The connection between the first layer wiring 204 and the second layer wiring 203 is made via a contact hole (FIG. 2A).
[0030]
Then, as shown in FIG. 2B, a logical product (AND) portion between the wiring layers is obtained between the plane direction and the vertical direction (other layers).
Then, as shown in FIG. 2C, a logical sum (OR) is obtained after oversizing by a certain amount. Here, 206 is a region having the largest wiring density and the largest parasitic capacitance, 208 is a region having the smallest wiring density and the smallest parasitic capacitance, and 207 and 209 are intermediate regions.
[0031]
Next, in the parasitic element coefficient setting step 102, the wiring density graphic is compared with the wiring density graphic or the wiring density graphic based on the parasitic element table 103 which is previously set individually or in combination of the wiring shape, the wiring density, and the parallel or multilayer pattern of the wiring. Is subdivided so as to match the parasitic element table and then collated.
[0032]
Then, the weight of the parasitic element is determined as a coefficient. For example, a block (chip or block) to be wired as shown in FIG. 2D is divided into a grid shape while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is assigned to each grid. Set as a coefficient.
[0033]
Next, a plurality of wiring paths are searched in a wiring path searching step (104) as shown in FIG. 2E while referring to the parasitic element coefficients in a wiring order set between pins for each net or in the entire net in advance. Then, by selecting an optimum route according to the degree of necessity and wiring (wiring step 105), high-speed wiring can be performed with necessary and sufficient accuracy.
[0034]
Here, it is clear that it is desirable to take the path 263 rather than the path 262 to reach the point 261 from the point 260.
[0035]
(Embodiment 2)
In this embodiment, as shown in FIG. 3, after the parasitic element coefficient is set in the parasitic element coefficient setting step in the same manner as in the first embodiment, the weight coefficient of the parasitic element is determined in consideration of the influence of the parasitic capacitance due to the lower layer of the wiring. It is characterized in that it is corrected.
[0036]
That is, a step 311 of extracting the state of the lower layer in the wiring step extracting step 310, extracting the position of the step and the size of the step, and correcting the parasitic element coefficient based on the extracted value is provided.
[0037]
Here, as in the first embodiment, as shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3, all the nets are provisionally wired with the shortest distance in the provisional wiring step 100. The distribution and the wiring density are calculated in a wiring density extraction step (101).
Similarly, as shown in FIGS. 2A to 2C, a region obtained by oversizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount and then performing a logical sum (OR) is one wiring density pattern. Is repeated for each wiring layer.
[0038]
Next, in the parasitic element coefficient setting step (102), the wiring density, the wiring density, and the wiring density are collated with the wiring density figure based on the parasitic element table set individually or in combination of each of the wirings in parallel or in a multilayer pattern. The figure is subdivided so as to match the parasitic element table and then collated to determine the weight of the parasitic element as a coefficient (103).
[0039]
For example, as shown in FIG. 2D, a chip or a block to be wired is divided into a grid shape while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is used as a coefficient for each grid. Set.
[0040]
Here, as shown in FIG. 4A, the wiring film thickness 300 and the interlayer insulating film with the lower layer are reduced in thickness at the step portion 302 due to the influence of the lower layer (for example, the polysilicon 301 or the diffusion layer in FIG. 4). Consideration is given to the fact that the parasitic capacitance value changes (parasitic capacitance with the lower layer increases as the interlayer insulating film thickness decreases, and coupling capacitance between lines decreases as the wiring film thickness decreases).
[0041]
Here, as shown in FIG. 3, in the wiring step extracting step 310, a step 303 caused by the intersection between these steps is extracted from 203 and 204 in FIG. 4B (for example, by logical AND of 203 and 204 and oversizing). Is calculated), and the coefficient of the parasitic element set in each lattice in the parasitic element coefficient correction step 311 is increased or decreased.
[0042]
Next, a plurality of wiring paths are searched for in the wiring path search step 104 as shown in FIG. By selecting a proper path according to the necessity and wiring in the wiring step 105, wiring can be performed at high speed with necessary and sufficient accuracy.
[0043]
(Embodiment 3)
The design method of the present embodiment is characterized in that, in the parasitic element coefficient setting step, a step of correcting a weight coefficient of the parasitic element in consideration of a change in wiring width during lithography is included.
[0044]
In this method, as shown in FIG. 5, in a tentative wiring step 100, all nets are tentatively routed with the shortest distance, and from the result, the distribution of the parasitic elements and the wiring density generated between the parallel or overlapping wirings for each wiring layer are determined. An area calculated by the extraction process 101 and obtained by over-sizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount as shown in FIGS. The process of forming a wiring density figure is repeated for each wiring layer.
[0045]
Next, as shown in FIG. 5, in the parasitic element coefficient setting step 102, the wiring density, the wiring density, and the wiring density pattern are set based on the parasitic element table 103, which is set individually or in combination with each of the parallel or multilayer patterns of the wiring. Or the wiring density figure is subdivided so as to match the parasitic element table and then collated to determine the weight of the parasitic element as a coefficient.
[0046]
For example, a chip or a block to be wired as shown in FIG. 2D is divided into a grid shape while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is set as a coefficient for each grid. I do.
[0047]
Next, the wiring width changes due to the proximity effect of light at the time of lithography due to the density of the wiring intervals. As shown in FIG. 6, a portion 400 where wirings are close to each other is extracted in the wiring thinning portion extraction step 410 in FIG. After oversizing each of the 203, the logical product is obtained), and the parasitic element coefficient set in each lattice in the parasitic element coefficient correction step 411 is increased or decreased. Normally, the wiring width is reduced due to the thinning of the wiring, so that the parasitic capacitance is also reduced. Therefore, the coefficient of the parasitic element is also reduced.
[0048]
Next, referring to the parasitic element coefficient in the wiring order set in advance between the pins for each net or for the entire net, the wiring path as shown in FIG. 2E and the wiring path searching step as shown in FIG. A plurality of routes are searched at 104 and an optimum route is selected according to the necessity, and wiring is performed at a wiring step 105.
[0049]
In this way, high-speed wiring can be performed with necessary and sufficient accuracy.
[0050]
Further, a semiconductor device is formed according to the designed values designed in this manner.
[0051]
(Embodiment 4)
The method according to the present embodiment is characterized in that a net group is extracted from connection information of a net list, an arrangement area is set and arranged for each group, and a wiring route is searched and wired for each group. It is.
[0052]
That is, as shown in FIG. 7, in the circuit group extraction step 511, a search is performed based on the clock pin of a cell previously formed in the circuit group extraction step 511 based on the netlist 510, the clock system is automatically analyzed, and the search is performed based on the external terminal. The flow of signals and the direction of signal flow are automatically analyzed and extracted as circuit groups, and placement areas 500 and 501 are set for each circuit group in a placement area setting step 512 as shown in FIG. I do.
[0053]
Next, the order of groups to be wired is determined in a wiring group determination step 514 for each circuit group.
[0054]
Next, all the nets are provisionally wired with the shortest distance in the provisional wiring step 100 for each wiring group. From the result, the distribution of the parasitic elements and the wiring density generated between the wirings which are parallel or stacked for each wiring layer are determined in the wiring density extraction step 101. calculate.
[0055]
Here, as shown in FIGS. 2A to 2C, for example, a region obtained by performing a logical sum (OR) after oversizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount is defined as one wiring density figure. Is repeated for each wiring layer.
[0056]
Next, as shown in FIG. 7, in the parasitic element coefficient setting step 102, the wiring density figure and the wiring density are determined based on the parasitic element table previously set individually or in combination of each of the wiring shape, the wiring density, and the wiring parallel or multilayer pattern. After collation or the wiring density figure is subdivided so as to match the parasitic element table 103, collation is performed and the weight of the parasitic element is determined as a coefficient.
[0057]
For example, a chip or a block to be wired as shown in FIG. 2D is divided into a grid shape while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is set as a coefficient in each grid. I do.
[0058]
Next, referring to the parasitic element coefficient in a wiring order set in advance between pins for each net or for the entire net, a plurality of wiring paths are searched as shown in FIG. In step 104, a plurality of routes are searched, and an optimum route is selected according to the necessity, and wiring is performed in a wiring step 105.
[0059]
Next, the completion of the wiring of the circuit group is determined in the wiring group end determination 515, and the extraction accuracy of the parasitic element is switched in the wiring density extraction step 101 repeatedly for each net group until the wiring in the same group is completed. High-speed wiring with the required accuracy.
[0060]
(Embodiment 5)
The method of designing a semiconductor device according to the present embodiment extracts a net group from connection information of a net list based on a net attribute, sets and arranges an arrangement area for each group, and searches and routes a wiring route for each group. It is characterized by having done.
[0061]
That is, as shown in FIG. 9, a search is performed using a clock pin of a cell that has been made into a cell in advance in a net group extraction step 612 based on a net list 611, a clock system is automatically analyzed, and an external terminal is used as a base. And automatically analyzes the signal flow, the signal flow direction, etc., and extracts it as a circuit group.
[0062]
Here, a group of nets is further extracted from the net attributes 610 based on the level of sensitivity to receive crosstalk and the frequency and intensity of crosstalk (noise source), for example, and the area to be arranged in the net area setting step 613. Set.
[0063]
Then, in an arrangement step 513, circuits belonging to the net group are arranged in the net area.
[0064]
After that, the order of groups to be wired is determined in the wiring group determination step 514 for each net group, and all nets are provisionally wired with the shortest distance in the temporary wiring step 100.
[0065]
Then, from the result, the distribution of parasitic elements and the wiring density generated between the wirings which are parallel or overlapped for each wiring layer are calculated in a wiring density extracting step 101.
[0066]
Here, as shown in FIGS. 2A to 2C, for example, a region obtained by performing a logical sum (OR) after oversizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount is defined as one wiring density figure. Is repeated for each wiring layer.
[0067]
Next, in the parasitic element coefficient setting step 102, the wiring density graphic is compared with the wiring density graphic or the wiring density graphic based on the parasitic element table 103 which is previously set individually or in combination of the wiring shape, the wiring density, and the parallel or multilayer pattern of the wiring. Is subdivided so as to match the parasitic element table, and then collated to determine the weight of the parasitic element as a coefficient.
[0068]
Here, for example, as shown in FIG. 2D, a chip or a block to be wired is divided into a grid while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is assigned to each grid. Set as a coefficient.
[0069]
Next, a plurality of wiring paths are searched in a wiring path search step 104 as shown in FIG. 2E while referring to the parasitic element coefficient in a wiring order set between pins for each net or in the entire net in advance.
[0070]
In this way, an optimal path is selected according to the necessity, and wiring is performed in the wiring step 105.
[0071]
Further, the completion of the wiring of the circuit group is determined in the wiring group end determination 515, and the wiring is repeated until the wiring in the same group is completed, thereby enabling high-speed wiring with necessary and sufficient accuracy.
[0072]
(Embodiment 6)
The present embodiment is characterized in that the signal strength is set from the net attribute 610 in addition to the net list in the above-described embodiment. As shown in FIG. In the net group extraction step 612, a search is performed based on the clock pin of a cell that has been made into a cell in advance and a clock system is automatically analyzed, and a search is performed based on an external terminal to automatically analyze a signal flow and a signal flow direction. Extract as a circuit group.
[0073]
Then, from the net attribute 610, a net group is extracted based on, for example, the level of sensitivity to receive crosstalk or the frequency and level of crosstalk (noise source).
[0074]
Thereafter, an area to be arranged is set in a net area setting step 613, and a circuit belonging to a net group is arranged in the net area in an arrangement step 513.
[0075]
Then, the order of groups to be wired is determined in the wiring group determination step 514 for each net group.
[0076]
Thereafter, as in the above-described embodiment, in the tentative wiring step 100, all nets are tentatively wired with the shortest distance, and the distribution of the parasitic elements and the wiring density generated between the parallel or overlapping wirings are determined for each wiring layer. It is calculated in the extraction step 101.
[0077]
Here, for example, as shown in FIGS. 2A to 2C, a region obtained by oversizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount and then performing a logical sum (OR) as one wiring density figure. Is repeated for each wiring layer.
[0078]
Next, in the parasitic element coefficient setting step 102, the wiring density, the wiring density, and the wiring density pattern are compared with the wiring density figure based on the parasitic element table 103 set individually or in combination of each of the parallel or multilayer patterns of the wiring or the wiring density. The figure is subdivided so as to match the parasitic element table and collated, and the weight of the parasitic element is determined as a coefficient.
[0079]
Here, for example, as shown in FIG. 2D, a chip or a block to be wired is divided into a grid shape while determining the size with reference to the wiring density figure, and the weight of the parasitic element is assigned to each grid. Set as a coefficient.
[0080]
Next, a plurality of wiring paths are searched in a wiring path search step 104 as shown in FIG. 10 by referring to the parasitic element coefficient in a wiring order set between pins for each net or in the entire net in advance.
[0081]
At this time, in consideration of another net group existing in the wiring route of the net extending over the net group, the route that minimizes the influence of crosstalk is bypassed, and the optimum route is selected according to its necessity. Wiring with. Then, the completion of the wiring of the circuit group is determined in the wiring group end determination 515, and the wiring is repeated until the wiring in the same group is completed, so that high-speed wiring can be performed with necessary and sufficient accuracy.
[0082]
(Embodiment 7)
The design method of the semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that the size of the lattice region is changed according to the required extraction accuracy of the parasitic element.
[0083]
That is, in the tentative wiring step 100 of FIG. 1, all the nets are tentatively wired with the shortest distance, and from the result, the distribution of parasitic elements and the wiring density generated between the wirings which are parallel or overlapped for each wiring layer are calculated in the wiring density extraction step 101. For example, as shown in FIGS. 2A to 2C, a region obtained by performing a logical sum (OR) after oversizing a logical product (AND) portion between wiring layers by a certain amount is defined as one wiring density figure. This is repeated for each wiring layer.
[0084]
Next, in the parasitic element coefficient setting step 102, the wiring density figure is compared with the wiring density figure or the wiring density, based on the parasitic element table 103 which is set in advance by the wiring shape, the wiring density, and the wiring in parallel or in a multilayer pattern. The figure is subdivided so as to match the parasitic element table and collated, and the weight of the parasitic element is determined as a coefficient.
[0085]
Here, for example, a chip or a block to be wired as shown in FIG. 2 (d) is changed with reference to the wiring density figure while changing the size of the grid so as to satisfy the required extraction accuracy of the parasitic element. The weight of the parasitic element is set as a coefficient in the lattice.
[0086]
Next, a plurality of wiring paths are searched for as shown in FIG. 2 (e) while referring to the parasitic element coefficients in a wiring order preset between pins for each net or for the entire net, and an optimum path is determined as a wiring path. By performing a plurality of searches in the search step 104, selecting an optimum route according to the necessity, and wiring in the wiring step 105, wiring can be performed at high speed with necessary and sufficient accuracy.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a wiring path is determined by converting a parasitic element generated between wirings into a coefficient according to the wiring density, a causal relationship of complicated crosstalk (for example, when a wiring is received from another net). In addition, since the wiring can be performed while taking into account the strength of the crosstalk to be applied to another network or the other network), a layout that minimizes the influence of the crosstalk can be performed at high speed with a sufficient and sufficient accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a search for a wiring path in consideration of a parasitic element extraction unit and a parasitic element coefficient in the same method.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method of correcting a parasitic element coefficient in consideration of a step in a wiring lower layer in the same method.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a parasitic element correction method in which the proximity effect of light is considered in the method.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a method for automatically extracting and arranging circuit groups from a netlist in the same method.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method according to Embodiments 6 and 7 of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a method of determining a wiring route that straddles a net group.
FIG. 11 is a diagram showing a parasitic element targeted at the time of automatic wiring according to the related art.
FIG. 12 is a diagram showing a parasitic element that should be considered at the time of automatic wiring.
[Explanation of symbols]
100 Temporary wiring process
101 Wiring density extraction process
102 Parasitic element table
103 Parasitic element coefficient setting process
104 Wiring route search process
105 Wiring process
200 Area with coarse wiring density
201 Area with dense wiring density
203 First wiring layer
204 Second wiring layer
205 Layered part of first-layer wiring and second-layer wiring
206-208 Extracted multilayer part and dense / dense area of wiring density
209 Area where extracted wiring density is high
250 Layout target area
251 to 252 Parasitic element coefficient setting areas divided in a grid
253 High parasitic element factor
254 Area with low parasitic element coefficient
260 Starting point of wiring
261 Wiring end point
262, 263 Wiring path
300 Wiring cross section
301 polysilicon
302 Step of wiring
303 extracted step
310 Wiring level difference extraction process
311 Parasitic element coefficient correction process
400 Area where wiring is thin due to proximity effect of light
410 Wiring thinning part extraction process
411 Parasitic element coefficient correction process
500, 501 circuit group
510 Netlist
511 Circuit group extraction process
512 Placement area setting process
513 Placement process
514 Wiring Group Determination Process
515 Wiring group end judgment
610 Net attribute
611 Netlist
612 Net Group Extraction Process
613 Net area setting process
701 Starting point of wiring
702 Wiring end point
703, 704 wiring route
900 Parasitic capacitance of multilayer part

Claims (13)

仮に配線する工程と、
その配線結果から配線密度を抽出する工程と、
領域毎に寄生素子の重みを係数として設定する寄生素子係数設定工程と、
配線経路を探索する工程と、
実配線時に前記寄生素子の係数に基づいて補正する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の設計手法。
Tentatively wiring,
Extracting the wiring density from the wiring result;
A parasitic element coefficient setting step of setting a weight of the parasitic element as a coefficient for each region;
Searching for a wiring route;
Correcting at the time of actual wiring based on the coefficient of the parasitic element.
前記仮に配線する工程は、ネットリスト情報に基づいて仮に配線する工程であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の設計方法。2. The method according to claim 1, wherein the tentative wiring step is a tentative wiring step based on netlist information. 前記寄生素子係数設定工程は、素子面を格子状領域に分割し、格子状領域ごとに寄生素子の重みを決定し、係数として設定する工程であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の設計方法。The said parasitic element coefficient setting process is a process which divides an element surface into a grid-like area | region, determines the weight of the parasitic element for every grid-like area | region, and sets it as a coefficient, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Semiconductor device design method. 前記寄生素子係数設定工程は、配線下層による寄生容量の影響を考慮し寄生素子の重み係数を補正する工程とを含ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の設計方法。4. The semiconductor device design according to claim 1, wherein the parasitic element coefficient setting step includes a step of correcting a weight coefficient of the parasitic element in consideration of an influence of a parasitic capacitance due to a wiring lower layer. 5. Method. 前記寄生素子係数設定工程は、リソグラフィ時の配線幅の変化を考慮し、前記寄生素子の重み係数を補正する工程とを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の設計方法。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the parasitic element coefficient setting step includes a step of correcting a weight coefficient of the parasitic element in consideration of a change in wiring width during lithography. Design method. 前記寄生素子係数設定工程は、リソグラフィ時の配線幅が細る部分を抽出する工程と、抽出された前記寄生素子の重み係数を補正して設定する工程とを含むことを特等とする請求5に記載の半導体装置の設計方法。6. The method according to claim 5, wherein the parasitic element coefficient setting step includes a step of extracting a portion where a wiring width at the time of lithography is small, and a step of correcting and setting a weight coefficient of the extracted parasitic element. Semiconductor device design method. 前記仮に配線する工程は、
ネットリストの接続情報から回路グループを抽出する工程と、
グループ毎に配置領域を設定及び配置する工程と、
グループ毎に配線経路を探索し配線する工程とを具備したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置の設計方法。
The step of temporarily wiring,
Extracting a circuit group from the connection information of the netlist;
Setting and arranging an arrangement area for each group;
7. The method for designing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the steps of: searching for a wiring path for each group and performing wiring.
前記仮に配線する工程は、
ネット属性によりネットリストの接続情報からネットグループを抽出する工程と、
前記グループ毎に配置領域を設定及び配置する工程とを備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の半導体装置の設計方法。
The step of temporarily wiring,
Extracting a net group from the connection information of the net list by the net attribute;
8. The method according to claim 1, further comprising: setting and arranging an arrangement area for each group.
前記補正する工程は、ネット属性に基づいて前記領域毎に当該配線を通過する信号の強度にもとづいて前記重み係数を補正する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の半導体装置の設計方法。9. The method according to claim 1, wherein the correcting step includes a step of correcting the weight coefficient based on the strength of a signal passing through the wiring for each area based on a net attribute. Semiconductor device design method. 前記領域の大きさを要求される寄生素子の抽出精度に応じて変化するようにしたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の半導体装置の設計方法。10. The method of designing a semiconductor device according to claim 1, wherein the size of the region is changed in accordance with required extraction accuracy of a parasitic element. 請求項1乃至10の半導体装置の設計方法を用いて設計された配線を具備したことことを特徴とする半導体装置。11. A semiconductor device comprising a wiring designed using the method for designing a semiconductor device according to claim 1. 請求項1乃至10の半導体装置の設計方法をコンピュータに実行させるプログラム。A program for causing a computer to execute the method of designing a semiconductor device according to claim 1. 請求項1乃至10に記載の設計手法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the design method according to claim 1 is recorded.
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