JP2005322766A - Designing method for semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路の設計方法に関し、特にチャージアップ対策を考慮した自動配置配線を実現することができる半導体集積回路の設計方法に関する。 The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method for designing a semiconductor integrated circuit capable of realizing automatic placement and routing in consideration of charge-up countermeasures.
従来、半導体集積回路の微細加工を実現するプラズマプロセスにおいて、半導体素子の破壊や信頼性の低下を招くチャージアップ現象が問題となっている。例えば、メタル層上にレジストをパターニングし、このレジストをマスクにメタル層をプラズマエッチングすることでメタル配線加工を行っているが、この際に前記レジストにチャージされる電荷によりMOSトランジスタのゲート酸化膜がダメージを受け、MOSトランジスタの破壊や信頼性が劣化することがある。 Conventionally, in a plasma process that realizes microfabrication of a semiconductor integrated circuit, a charge-up phenomenon that causes destruction of a semiconductor element and a decrease in reliability has been a problem. For example, a metal layer is processed by patterning a resist on the metal layer and plasma etching the metal layer using the resist as a mask. At this time, the gate oxide film of the MOS transistor is charged by the charge charged in the resist. May be damaged, and the destruction and reliability of the MOS transistor may be deteriorated.
このようなチャージアップ現象を防止する対策としては、プロセス技術上の対策の他にパターンレイアウト上の対策がある。そして、係るパターンレイアウト上の対策として、ゲート面積やアンテナ比等によりチャージアップ対策のためのデザインルールを決定し、このルールに基づいてパターンレイアウトを行うというものが知られている。
ところで、本発明者はそのようなチャージアップ対策を考慮した半導体集積回路の設計方法を検討したところ以下の問題が明らかとなった。図5に示すように、半導体集積回路のある回路ブロック(例えば、メモリ回路)のレイアウトパターンデータを作成する(S11)。このレイアウトパターンデータはGDSデータ(ストリームデータ)と呼ばれるものである。 By the way, when the present inventor examined a method for designing a semiconductor integrated circuit in consideration of such charge-up countermeasures, the following problems became clear. As shown in FIG. 5, layout pattern data of a circuit block (for example, a memory circuit) having a semiconductor integrated circuit is created (S11). This layout pattern data is called GDS data (stream data).
そして、このレイアウトパターンデータをコンピュータの作業メモリ領域に読み込み、所定の情報抽出プログラムを動作させ、レイアウトパターンデータからチャージアップ対策用情報(例えば、回路ブロックの特定の端子に接続された拡散層の面積、ゲートの面積、前記端子から前記拡散層又は前記ゲートまでの配線長に関する情報)を抽出する(S12)。 Then, this layout pattern data is read into the working memory area of the computer, a predetermined information extraction program is operated, and charge-up countermeasure information (for example, the area of the diffusion layer connected to a specific terminal of the circuit block is obtained from the layout pattern data. Then, the area of the gate and information on the wiring length from the terminal to the diffusion layer or the gate are extracted (S12).
しかしながら、レイアウトパターンデータのデータ量は一般に膨大であるために、このチャージアップ対策用情報抽出の処理に膨大な時間を要するという問題があった。 However, since the amount of layout pattern data is generally enormous, there has been a problem that it takes an enormous amount of time to extract the information for charge-up countermeasures.
そこで、本発明の半導体集積回路の設計方法は、半導体集積回路を構成する回路ブロックのレイアウトパターンデータを作成し、前記レイアウトパターンデータからチャージアップ対策に必要なチャージアップ対策用パターンデータを抽出し、前記チャージアップ対策用パターンデータからチャージアップ対策情報を抽出することを特徴とするものである。 Therefore, the semiconductor integrated circuit design method of the present invention creates layout pattern data of circuit blocks constituting the semiconductor integrated circuit, extracts charge-up countermeasure pattern data necessary for charge-up countermeasures from the layout pattern data, Charge-up countermeasure information is extracted from the charge-up countermeasure pattern data.
また、上記構成に加えて、前記チャージアップ対策情報に基づいて自動配置配線ツールを用いて前記回路ブロックの自動配置配線を行うことを特徴とするものである。また、上記構成に加えて、前記チャージアップ対策情報は、前記回路ブロックの特定の端子に接続された拡散層の面積、ゲートの面積、前記端子から前記拡散層又は前記ゲートまでの配線長に関する情報を含むことを特徴とするものである。 In addition to the above configuration, the circuit block is automatically placed and routed using an automatic place and route tool based on the charge-up countermeasure information. In addition to the above configuration, the charge-up countermeasure information includes information on the area of the diffusion layer connected to the specific terminal of the circuit block, the area of the gate, and the wiring length from the terminal to the diffusion layer or the gate. It is characterized by including.
本発明によれば、レイアウトパターンデータからチャージアップ対策に必要なチャージアップ対策用パターンデータを抽出し、このチャージアップ対策用パターンデータからチャージアップ対策情報を抽出するようにしたので、短時間に処理を行うことが可能になる。 According to the present invention, the charge-up countermeasure pattern data necessary for the charge-up countermeasure is extracted from the layout pattern data, and the charge-up countermeasure information is extracted from the charge-up countermeasure pattern data. It becomes possible to do.
特に、近年の半導体集積回路の設計においては、いわゆる回路IPが利用されている。その回路IPを本発明のチャージアップ対策情報作成環境下で作成することで、短時間に正確なチャージアップ対策情報ファイルを作成できる。特に大規模回路IPのチャージアップ対策情報ファイルの作成に有効である。 In particular, so-called circuit IP is used in recent semiconductor integrated circuit designs. By creating the circuit IP under the charge-up countermeasure information creation environment of the present invention, an accurate charge-up countermeasure information file can be created in a short time. This is particularly effective for creating a charge-up countermeasure information file for a large-scale circuit IP.
よって、本発明によれば自動配置配線ツールを用いてチャージアップ対策を完全に行えるようになる。また、レイアウトパターンの最終検証時の物理検証でもエラーゼロとなり、チャージアップに対するデザインルール違反が発生しないので、パターン修正のイタレーションが無くなり、半導体集積回路のTAT短縮につながる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to completely take charge-up countermeasures using the automatic placement and routing tool. Further, the physical verification at the time of final verification of the layout pattern also results in zero error, and no design rule violation for charge-up occurs. This eliminates pattern correction iterations, leading to TAT reduction of the semiconductor integrated circuit.
次に本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の半導体集積回路の設計方法を説明するフローチャートである。図2は、レイアウトパターンデータから抽出されたチャージアップ対策に必要なチャージアップ対策用パターンの一例を示す図である。図3はチャージアップ対策用パターンデータから抽出されたチャージアップ対策情報の一例を示す図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart for explaining a method of designing a semiconductor integrated circuit according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of a charge-up countermeasure pattern necessary for charge-up countermeasures extracted from the layout pattern data. FIG. 3 is a diagram showing an example of charge-up countermeasure information extracted from the charge-up countermeasure pattern data.
本発明の半導体集積回路の設計方法は、図1に示すように、半導体集積回路のある回路ブロック(例えば、メモリ回路)のレイアウトパターンデータを作成する(S1)。このレイアウトパターンデータはGDSデータ(ストリームデータ)と呼ばれるものである。次に、このレイアウトパターンデータからチャージアップ対策に必要なチャージアップ対策用パターンデータを抽出する(S2)。 As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit design method of the present invention creates layout pattern data of a circuit block (for example, a memory circuit) having a semiconductor integrated circuit (S1). This layout pattern data is called GDS data (stream data). Next, charge-up countermeasure pattern data necessary for charge-up countermeasures is extracted from the layout pattern data (S2).
ここで、チャージアップ対策に必要なチャージアップ対策用パターンデータとは、例えばある端子(ノード)を構成しているメタル配線のパターンデータと、このメタル配線に接続されている拡散層、ゲートのパターンデータである。メタル配線が長いほど、プラズマプロセスでこれにチャージされる電荷が多くなり、MOSトランジスタのゲート酸化膜へ与えられるダメージが大きくなる。そこで、ここでいうチャージアップ対策は、当該メタル配線に接続されている拡散層、ゲートの面積に応じてメタル配線の長さを一定値以下に規制するデザインルールを満たすように設計することである。 Here, the charge-up countermeasure pattern data necessary for the charge-up countermeasure is, for example, the pattern data of the metal wiring constituting a certain terminal (node), and the pattern of the diffusion layer and the gate connected to the metal wiring. It is data. The longer the metal wiring, the more electric charges are charged in the plasma process, and the greater the damage given to the gate oxide film of the MOS transistor. Therefore, the charge-up countermeasure here is to design so as to satisfy the design rule that regulates the length of the metal wiring to a certain value or less according to the area of the diffusion layer and gate connected to the metal wiring. .
このチャージアップ対策用パターンは、具体的には図2に示すように、例えば出力端子Y11については、これに接続されたメタル配線MA、このメタル配線MAを介して接続されている出力用MOSトランジスタMT1の拡散層D1,D2、もう一の出力用MOSトランジスタMT2の拡散層D3,D4のパターンである。元のレイアウトパターンデータには、ゲート電極やコンタクト等の他のデータが含まれているが、このチャージアップ対策用パターンデータにはそれらは含まれていないし、チャージアップ対策には無関係な他の部分のデータも一切含まれていない。 Specifically, as shown in FIG. 2, for example, for the output terminal Y11, the charge-up countermeasure pattern includes a metal wiring MA connected to the output terminal Y11 and an output MOS transistor connected via the metal wiring MA. This is a pattern of diffusion layers D1 and D2 of MT1 and diffusion layers D3 and D4 of another output MOS transistor MT2. The original layout pattern data includes other data such as gate electrodes and contacts, but this charge-up countermeasure pattern data does not include them, and other parts not related to charge-up countermeasures. Is not included at all.
また、入力端子A11については、この入力端子A11に接続されたメタル配線MB、ゲートG1,G2のパターンである。ゲートG1,G2はそれぞれ入力用のMOSトランジスタMT3,MT4のゲート部分(MOSトランジスタのゲート酸化膜部分)に相当しているが、同様にして他の不要なデータは含まれていない。したがって、元のレイアウトパターンデータに比して格段にデータ量は少ないものである。 The input terminal A11 has a pattern of metal wiring MB and gates G1 and G2 connected to the input terminal A11. The gates G1 and G2 correspond to the gate portions of the input MOS transistors MT3 and MT4 (the gate oxide film portions of the MOS transistors), respectively, but do not include other unnecessary data in the same manner. Therefore, the amount of data is much smaller than the original layout pattern data.
したがって、次のステップ、即ち、チャージアップ対策用パターンデータをコンピュータの作業メモリ領域に読み込み、所定の情報抽出プログラムを動作させ、このチャージアップ対策用パターンデータからチャージアップ対策情報を抽出するステップを短時間で処理することができる(S3)。 Therefore, the next step, that is, the step of reading the charge-up countermeasure pattern data into the working memory area of the computer, operating a predetermined information extraction program, and extracting the charge-up countermeasure information from the charge-up countermeasure pattern data is shortened. It can be processed in time (S3).
ここで、チャージアップ対策用情報は、図3に示すように、回路ブロックに含まれる端子Y1、Y2・・・毎にそれに接続されているメタル配線の長さ、配線レベル(多層配線プロセスにおける何層目の配線かという情報)そのメタル配線に接続されているゲートのゲート面積、拡散層の拡散面積等が含まれる。図2のチャージアップ対策用パターンデータでは、例えば出力端子Y11に接続されたメタル配線MAの長さ、配線レベル、拡散層D1〜D4の面積の情報である。 Here, as shown in FIG. 3, the charge-up countermeasure information includes the length of the metal wiring connected to each of the terminals Y1, Y2,... Information on whether the wiring is the layer) The gate area of the gate connected to the metal wiring, the diffusion area of the diffusion layer, and the like are included. In the charge-up countermeasure pattern data of FIG. 2, for example, information on the length of the metal wiring MA connected to the output terminal Y11, the wiring level, and the areas of the diffusion layers D1 to D4.
そして、前記チャージアップ対策情報に基づいて自動配置配線ツール(自動配置プログラム)を動作させ、前記回路ブロックの自動配置配線を行う。図4はそのような自動配置配線の一例を説明する図である。この例では、2つの回路IP1,IP2の自動配置配線を行っている。自動配置配線ツールは、回路素子の接続情報(ネットリスト情報)に基づいて2つの回路IP1,IP2の配置及びそれらの間の必要な配線を行う。 Based on the charge-up countermeasure information, an automatic placement and routing tool (automatic placement program) is operated to perform automatic placement and routing of the circuit block. FIG. 4 is a diagram for explaining an example of such automatic placement and routing. In this example, automatic placement and routing of two circuits IP1 and IP2 is performed. The automatic placement and routing tool performs placement of two circuits IP1 and IP2 and necessary wiring between them based on connection information (net list information) of circuit elements.
例えば、回路IP1の1つの出力端子Y11は、回路IP2の入力端子A21とメタル配線M1で接続されるとする。このとき、自動配置配線ツールは、出力端子Y11と入力端子A21に相当するチャージアップ対策情報を参照し、予め規定されたチャージアップ対策デザインルールを満たすようにメタル配線M1の長さを決定し、もしデザインルール違反があればその長さを変更する。 For example, it is assumed that one output terminal Y11 of the circuit IP1 is connected to the input terminal A21 of the circuit IP2 by the metal wiring M1. At this time, the automatic placement and routing tool refers to the charge-up countermeasure information corresponding to the output terminal Y11 and the input terminal A21, determines the length of the metal wiring M1 so as to satisfy the predetermined charge-up countermeasure design rule, If there is a design rule violation, change its length.
Y11 出力端子
A11 入力端子
D1,D2,D3,D4 拡散層
G1,G2 ゲート
MT1,MT2,MT3,MT4 MOSトランジスタ
Y11 output terminal A11 input terminal D1, D2, D3, D4 diffusion layer G1, G2 gate MT1, MT2, MT3, MT4 MOS transistor
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