JP2007059748A - 半導体集積回路装置、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源強化をはかる半導体集積回路装置、及びその製造方法を提供。
【解決手段】 ２以上の配線層を用いて、複数の電源配線及び複数の回路配線を敷設した半導体集積回路装置のレイアウトを作成する回路配線工程と、前記レイアウトから、前記２以上の配線層のうちの一つである第１の配線層に敷設されている第１の電圧を印加するための平行して延びる電源配線である２本以上の第１の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第１の電源配線と第２の電源配線とのペアを、順次抽出する第１の電源配線抽出工程と、前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第２の配線層に、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを接続するための電源配線である第１の電源補強配線を敷設することができる場合に、当該第１の電源補強配線を当該第２の配線層に敷設して前記レイアウトに追加する第１の電源接続工程とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体集積回路装置、及びその製造方法に関する。

従来、半導体集積回路装置における電源配線、回路配線は、半導体基板上に仮想された水平方向の配線グリッド及び垂直方向の配線グリッドを用いて敷設される。特に、多層構造をもつ半導体集積回路装置における配線層は、水平方向の配線グリッド上に配線を敷設する配線層と、垂直方向の配線グリッド上に配線を敷設する配線層とを交互に積み重ねられて構成される。また、これらの配線層は必要に応じて上下の配線層にある配線をビア（Ｖｉａ）で接続することで、半導体基板全体の電源配線、回路配線が敷設されていく。また、これらの電源配線は、非常に複雑になるので、コンピュータで電源配線、回路配線の経路を計算していく自動配線ツールで敷設されることになる。

図２は、半導体基板の配線層のうちのｎ層と（ｎ＋１）層における電源配線、回路配線の敷設例を説明するための説明図である。電源配線及び回路配線は、半導体基板上に仮想された水平方向の配線グリッド５５０と垂直方向の配線グリッド５４０の上に敷設される。ｎ層には水平方向の配線グリッド５５０上に複数の水平方向の電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）が敷設され、（ｎ＋１）層には、垂直方向の配線グリッド５４０の上に垂直方向の電源配線５００及び回路配線５２０が敷設される。水平方向の電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）と垂直方向の電源配線５００が交差する部分は、ビア５３０を配置することで、水平方向の電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）と垂直方向の電源配線５００とを接続する。

このように、ｎ層の複数の水平方向の電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）と（ｎ＋１）層の複数の垂直方向の電源配線５００を重ねて、格子状の電源経路を作成して電源の供給経路を増やすことで、電源配線の多重化、分散化を実現する。そして、半導体集積回路全体の電源の強化を行う。

しかし、従来の電源配線、回路配線では、半導体集積回路の回路規模、回路構成、配線量により、ｎ層の水平方向の電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）と（ｎ＋１）層の垂直方向の電源配線５００の電源配線の幅を広くすることや、電源配線を敷設する間隔を広く取ることが難しくなってくる。そのため、回路セルに十分に電流を供給することが難しくなり、また、電源の供給経路が少なくなることにより、電源配線一本一本の電流密度を高くしなければならなくなるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、その目的は、電源強化をはかる半導体集積回路装置、及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法では、２以上の配線層を用いて、複数の電源配線及び複数の回路配線を敷設した半導体集積回路装置のレイアウトを作成する回路配線工程と、前記レイアウトから、前記２以上の配線層のうちの一つである第１の配線層に敷設されている第１の電圧を印加するための平行して延びる電源配線である２本以上の第１の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第１の電源配線と第２の電源配線とのペアを、順次抽出する第１の電源配線抽出工程と、前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第２の配線層に、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを接続するための電源配線である第１の電源補強配線を敷設することができる場合に、当該第１の電源補強配線を当該第２の配線層に敷設して前記レイアウトに追加する第１の電源接続工程とを有することを要旨とする。

本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法によれば、第１の電源配線抽出工程により順次抽出された第１の電圧を印加する第１の電源電位供給線のうちの２本のペアは、第１の電源接続工程により敷設される第１の電源補強配線で接続される。また、第１の電源接続工程は、第１の電源補強配線を敷設できる場合に、第１の電源補強配線を回路配線工程が作成したレイアウトに追加する。すわなち、回路配線工程が敷設した電源配線、回路配線を変更することなく、第１の電源補強配線を追加することができる。こうすれば、第１の電圧は、回路配線工程によって敷設された第１の電源電圧供給線に加えて第１の電源補強配線によっても印加される。そのため、第１の電圧を印加する電源配線数が増やすことができるので、第１の電圧を印加する電源配線の電流密度が向上し電源強化が図れる。また、回路配線工程が電源を強化することを十分に考慮せずにレイアウトを作成していても、第１の電源接続工程が第１の電源補強配線を追加して電源の強化を実現することができる。

上記発明に係る半導体集積回路装置の製造方法では、前記第１の電源接続工程は、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と交差する方向の第１の配線グリッドの上に前記第１の電源補強配線を敷設する。

電源配線及び回路配線は回路配線工程により半導体基板上に仮想された第１の配線グリッドを含む配線グリッド上に敷設され、一方、第１の電源補強配線は第１の配線グリッド上に敷設される。そのため、第１の電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、第１の電源配線と第２の電源配線とに交差する第１の配線グリッドの上に回路配線工程が敷設した電源配線又は回路配線があるかどうかを調べるだけで良いので、第１の電源配線工程の処理が簡単になる。

また、上記発明に係る半導体集積回路装置の製造方法では、前記第１の電源接続工程は、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と交差する方向の第１の配線グリッドと、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドとを用いて、前記第１の電源補強配線を敷設される。

こうすれば、第１の電源補強配線は、第１の配線グリッドと第２の配線グリッドを用いて、途中で折れ曲がることができる。そのため、第１の電源補強配線を敷設する経路の自由度があがり、第１の電源補強配線をより多く敷設することができるようになる。そのため第１の電圧を印加する電源配線の数が増え、電源強化をより図ることができる。

また、上記発明に係る半導体集積回路装置の製造方法では、前記レイアウトから、前記第１の配線層に敷設されている第２の電圧を印加するための前記第１の電源配線と同じ方向に延びる電源配線である２本以上の第２の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第３の電源配線と第４の電源配線とのペアを、順次抽出する第２の電源配線抽出工程と、前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第３の配線層に、前記第３の電源配線と前記第４の電源配線とを接続するための前記第１の配線グリッドの上の電源配線である第２の電源補強配線を敷設することができる場合に、当該第２の電源補強配線を当該第３の配線層に敷設して前記レイアウトに追加する第２の電源接続工程とを有し、前記回路配線工程は、前記第１の配線層において、前記第１の電源電位供給線と前記第２の電源電位供給線を交互に配置して敷設して前記レイアウトを作成する。

本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法によれば、第１の電源配線抽出工程により順次抽出された第１の電圧を印加する第１の電源電位供給線のうちの２本のペアは、第１の電源接続工程により敷設される第１の電源補強配線で接続される。第２の電源配線抽出工程により順次抽出された第２の電圧を印加する第２の電源電位供給線のうちの２本のペアは、第２の電源接続工程により敷設される第２の電源補強配線で接続される。

また、第１の電源接続工程は、第１の電源補強配線を敷設できる場合に、第１の電源補強配線をレイアウトに追加し、第２の電源接続工程は、第２の電源補強配線を敷設できる場合に、第２の電源補強配線をレイアウトに追加する。すわなち、回路配線工程が敷設した電源配線、回路配線を変更することなく、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を追加することができる。こうすれば、第１の電圧及び第２の電圧は、回路配線工程によって敷設された第１の電源電圧供給線及び第２の電源電圧供給線に加えて第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線によっても印加される。

そのため、第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線数を増やすことができるので、第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線の電流密度が向上し電源強化が図れる。また、回路配線工程が電源を強化することを十分に考慮せずにレイアウトを作成していても、第１の電源接続工程が第１の電源補強配線を追加し、第２の電源接続工程が第２の電源補強配線を追加して、電源の強化を実現することができる。

また、電源配線及び回路配線は回路配線工程により半導体基板上に仮想された第１の配線グリッドを含む配線グリッド上に敷設され、一方、第１の電源補強配線及び第１の電源補強配線は第１の配線グリッド上に敷設される。そのため、第１の電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、第１の電源配線と第２の電源配線とに交差する第１の配線グリッドの上に回路配線工程が敷設した電源配線又は回路配線があるかどうかを調べるだけで良い。第２の電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、第３の電源配線と第４の電源配線とに交差する第１の配線グリッドの上に回路配線工程が敷設した電源配線又は回路配線があるかどうかを調べるだけで良いので、第１の電源配線工程及び第２の電源配線工程の処理が簡単になる。

また、上記発明に係る半導体集積回路装置の製造方法では、前記第１の電源接続工程は、前記第１の電源補強配線を、前記第１の配線グリッドと、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドとを用いて敷設し、前記第２の電源接続工程は、前記第２の電源補強配線を、前記第１の配線グリッドと、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドとを用いて敷設する。

こうすれば、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線は、第１の配線グリッドと第２の配線グリッドを用いて、途中で折れ曲がることができる。そのため、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を敷設する経路の自由度があがり、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線をより多く敷設することができるようになる。そのため第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線の数が増え、電源強化をより図ることができる。

また、前記第１の電源配線抽出工程により抽出した前記第１の電源配線と前記第２の電源配線のペアと、前記第２の電源配線抽出工程により抽出した前記第３の電源配線と前記第４の電源配線のペアとに対して、前記第１の電源接続工程による第１の電源補強配線の敷設と、前記第２の電源接続工程による第２の電源補強配線の敷設を交互に行う。

こうすれば、第１の電源配線抽出工程と第１の電源配線抽出工程が抽出した２組の電源配線のペアに対して、第１の電源接続工程と第２の電源接続工程が、交互に第１の電源補強配線と第２の電源補強配線を敷設していく。そのため、２組の電源配線のペアに対する第１の電源補強配線の数と第２の電源補強配線の数が同じぐらいになる。このように半導体集積回路装置に対して、第１の電源補強配線と第２の電源補強配線を敷設していけば、半導体集積回路装置全体で第１の電源補強配線と第２の電源補強配線が満遍なく敷設できる。そのため、第１の電位と第２の電位とに対して、偏りのない効率の良い電源強化ができたことになる。

また、上記発明に係る半導体集積回路装置の製造方法では、前記第１の電源配線抽出工程、前記第１の電源接続工程、前記第２の電源配線抽出工程、前記第２の電源接続工程の処理が終了した後、前記２以上の配線層のうちの前記第１の配線層以外の配線層を前記第１の配線層として、前記第１の電源配線抽出工程、前記第１の電源接続工程、前記第２の電源配線抽出工程、前記第２の電源接続工程の処理を行うことを繰り返す。

こうすれば、半導体集積回路装置の複数の配線層に対して、第１の電圧を印加する電源配線と第２の電圧を印加する電源配線を、それぞれ第１の電源補強配線と第２の電源補強配線で接続することができる。そのため、半導体集積回路装置の複数の配線層の第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線の強化を図ることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る半導体集積回路装置では、２以上の配線層を用いて、複数の電源配線及び複数の回路配線を敷設した半導体集積回路装置のレイアウトにおいて、当該２以上の配線層のうちの一つである第１の配線層に敷設されている第１の電圧を印加するための平行して延びる電源配線である２本以上の第１の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第１の電源配線と第２の電源配線は、前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第２の配線層に、半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と交差する方向の第１の配線グリッドの上の電源配線である第１の電源補強配線を敷設して、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを接続することができる場合に、当該第２の配線層に敷設された当該第１の電源補強配線で接続され、前記レイアウトにおいて、前記第１の配線層に敷設されている第２の電圧を印加するための電源配線である２本以上の第２の電源電位供給線であって、前記第１の電源電位供給線と同じ方向に延び前記第１の電源電位供給線と交互に敷設されている当該２本以上の第２の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第３の電源配線と第４の電源配線は、前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第３の配線層に、前記第１の配線グリッドの上の電源配線である第２の電源補強配線を敷設して、前記第３の電源配線と前記第４の電源配線とを接続することができる場合に、当該第３の配線層に敷設された当該第２の電源補強配線で接続されることを要旨とする。

本発明に係る半導体集積回路装置によれば、第１の電圧を印加する第１の電源電位供給線のうちの２本のペアは、第１の電源補強配線で接続され、第２の電圧を印加する第２の電源電位供給線のうちの２本のペアは、第２の電源補強配線で接続される。また、第１の電源補強配線は、第１の電源補強配線を敷設できる場合に、半導体集積回路装置のレイアウトに追加され、第２の電源補強配線は、第２の電源補強配線を敷設できる場合に、半導体集積回路装置のレイアウトに追加される。すわなち、半導体集積回路装置のレイアウトに敷設されていた電源配線、回路配線を変更することなく、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線が追加される。こうすれば、第１の電圧及び第２の電圧は、半導体集積回路装置のレイアウトに敷設されている第１の電源電圧供給線及び第２の電源電圧供給線に加えて第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線によっても印加される。

そのため、第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線数が増やすことができるので、第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線の電流密度が向上し電源強化が図れる。また、半導体集積回路装置のレイアウトが電源を強化することを十分に考慮せずに作成されたものであっても、第１の電源補強配線と第２の電源補強配線が追加されるので、電源の強化を実現することができる。

また、半導体集積回路装置のレイアウトにおける電源配線及び回路配線は半導体基板上に仮想された第１の配線グリッドを含む配線グリッド上に敷設され、一方、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線は第１の配線グリッド上に敷設される。そのため、第１の電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、第１の電源配線と第２の電源配線とに交差する第１の配線グリッドの上に半導体集積回路装置のレイアウトに敷設してある電源配線又は回路配線があるかどうかを調べるだけで良い。第２の電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、第３の電源配線と第４の電源配線とに交差する第１の配線グリッドの上に半導体集積回路装置のレイアウトに敷設してある電源配線又は回路配線があるかどうかを調べるだけで良いので、第１の電源配線工程及び第２の電源配線工程の処理が簡単になる。

また、上記発明に係る半導体集積回路装置では、前記第１の電源補強配線及び前記第２の電源補強配線は、前記半導体基板上に仮想された、前記第１の配線グリッド、及び前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドを用いて敷設される。

こうすれば、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線は、第１の配線グリッドと第２の配線グリッドを用いて、途中で折れ曲がることができる。そのため、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を敷設する経路の自由度があがり、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線をより多く敷設することができるようになり、第１の電圧及び第２の電圧を印加する電源配線における電源強化をより図ることができる。

以下、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法の実施例について図面を参照して説明する。

図１は、実施例１の半導体集積回路装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。この半導体集積回路装置の製造方法では、まず最初にステップＳ１００にて、回路配線工程が、電源配線、回路配線を敷設して半導体集積回路装置のレイアウトを作成する。

図２は、回路配線工程による電源配線と回路配線の敷設が終わった半導体集積回路装置のレイアウトの例である。図２には、半導体集積回路装置の配線層のうちのｎ層（第１の配線層）と（ｎ＋１）層（第２の配線層）とに敷設された電位ｖｄｄ（第１の電位）の電源配線と回路配線の一部を示している。以下、実施例１の半導体集積回路装置の製造方法を、図２に示した電源配線と回路配線のレイアウトの例を用いて説明する。

ｎ層には、回路配線工程により、水平方向の配線グリッド５５０（第２の配線グリッド）の上に電位ｖｄｄを印加する電源配線ｖｄｄ（ｉ）（第１の電源電位供給線）が敷設されている。ここで、ｉは電源配線１本１本を識別するための整数である。ｎ層では、ｉは図２の下から上に向かって一つづつ番号が増えるように割り振られる。図２には、これらの電源配線のうちの４本ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）だけを示している。ｎ層の上の配線層である（ｎ＋１）層には、回路配線工程により、垂直方向の配線グリッド５４０（第１の配線グリッド）の上に電位ｖｄｄを印加する電源配線５００と回路配線５２０が敷設されている。

電源配線ｖｄｄ（ｉ）と電源配線５００が交差する部分には、ビア５３０が配置され、電源配線ｖｄｄ（ｉ）と電源配線５００とが接続されている。このようにして、電位ｖｄｄを印加する電源配線が格子状にはりめぐらされ、半導体集積回路装置のいたるところにある回路セルに電位ｖｄｄが印加されている。

ステップＳ１１０にて、実行する前に指定されている対象の配線層であるｎ層を取得する。

次に、ステップＳ１２０にて、第１の電源配線抽出工程は、ｎ層に敷設してある電位ｖｄｄを印加する電源配線のペアのうち、処理をしていないペアを抽出する。ここで、電位ｖｄｄを印加する電源配線のペアとは、電位ｖｄｄを印加する電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）のなかの隣り合う電源配線のペア（第１の電源配線と第２の電源配線のペア）を意味する。

図２では、電位ｖｄｄを印加する電源配線は、電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）の４本ある。この電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）のうちの隣り合う電源配線のペアは、ｖｄｄ（ｍ）とｖｄｄ（ｍ＋１）、ｖｄｄ（ｍ＋１）とｖｄｄ（ｍ＋２）、ｖｄｄ（ｍ＋２）とｖｄｄ（ｍ＋３）の３組ある。第１の電源配線抽出工程は、これらのペアのうち、番号の小さいほうから、すなわち、ｖｄｄ（ｍ）とｖｄｄ（ｍ＋１）を最初に抽出する。そして、以降のステップでｖｄｄ（ｍ）とｖｄｄ（ｍ＋１）の処理をする。そして、次にステップＳ１２０が呼ばれるとｖｄｄ（ｍ＋１）とｖｄｄ（ｍ＋２）を抽出する。

次に、ステップＳ１３０にて、第１の電源接続工程は、電源配線のペアを（ｎ＋１）層で接続する電源配線（第１の電源補強配線）を新たに敷設できるかどうかを調べる。電源配線のペアを接続する第１の電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、（ｎ＋１）層において、垂直方向の配線グリッド５４０の上で、かつ、電源配線のペアの間に電源配線又は回路配線が敷設されているかどうかを調べることにより行う。電源配線及び回路配線が敷設されていなければ、新たに第１の電源補強配線を敷設できると判断し、ステップＳ１４０に進む。このとき、電源配線及び回路配線が敷設されていない場所、すなわち、第１の電源補強配線を新たに施設できる場所を記憶しておき、ステップＳ１４０で使用できるようにしておく。一方、電源配線及び回路配線が敷設されていれば、新たに第１の電源補強配線を敷設できないと判断し、ステップＳ１５０に進む。

次にステップＳ１４０にて、第１の電源接続工程は、ステップＳ１３０で見つけた位置に第１の電源補強配線を新たに敷設する。そして、（ｎ＋１）層にある第１の電源補強配線とｎ層にある第１の電源配線のペアを接続するビア５３０を敷設する。

このように、ステップＳ１３０〜ステップＳ１４０のループを繰り返すことで、次のように第１の電源補強配線が（ｎ＋１）層に多数敷設されていく。

ステップＳ１５０にて、（ｎ＋１）層の全ての電源配線のペアに対して、処理が終了したかどうか判断し、処理が終了していれば、図１のフローチャートの処理を終了する。一方、処理を終了していなければ、ステップＳ１２０に進み、別の電源配線のペアを抽出して処理を進めていく。図３は、実施例１の方法により敷設した第１の電源補強配線の例を説明するための図である。図１のフローチャートを実行することにより、４本の第１の電源補強配線ｖ１（ｐ）〜ｖ１（ｐ＋３）が敷設されている。

以下、実施例１の効果を記載する。図２のｎ層において、電位ｖｄｄを印加する電源配線はｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋３）の４本であったが、（ｎ＋１）層に第１の電源補強配線ｖ１（ｐ）〜ｖ１（ｐ＋３）を追加することで、電位ｖｄｄを印加する電源配線の数を増やすことができている。そのため、電位ｖｄｄを印加する電源配線の経路が増え、全体の電流密度が向上し、電源強化が図れたことになる。

また、追加した第１の電源補強配線ｖ１（ｐ）〜ｖ１（ｐ＋３）は、回路配線工程が作成した電源配線、回路配線の空いている所に敷設されるので、回路配線工程では、第１の電源補強配線ｖ１（ｐ）〜ｖ１（ｐ＋３）の追加のことを考慮する必要がない。そのため、従来の自動配線ツールをそのまま利用して、簡単に電源強化を実施することが可能になる。

以下、前記実施例１の変形例を記載する。
（変形例１）

ステップＳ１３０において、第１の電源補強配線を敷設できるかどうかを次の方法で判断する。
（１）電位ｖｄｄのｎ層の電源配線のペアのうちの１本と、垂直方向の配線グリッド５４０とが交差する点の位置を求める。
（２）電位ｖｄｄのｎ層の電源配線のペアのうちの（１）とは別の１本と、垂直方向の配線グリッド５４０が交差する点の位置を求める。
（３）（１）で求めた点と、（２）で求めた点を、垂直方向の配線グリッド５４０と水平方向の配線グリッド５５０との上で、既に電源配線、回路配線を敷設していない部分を通って接続できるかを調べる。接続できる場合は、接続できた経路を一つ記憶しておく。接続できなければ、第１の電源補強配線を敷設できないと判断する。

第１の電源補強配線を敷設できる経路として、垂直方向の配線グリッド５４０と水平方向の配線グリッド５５０を用いたので、配線経路の自由度があがり、第１の電源補強配線を敷設できる本数が増やすことができる。図４は、実施例１の変形例１の方法で、第１の電源補強配線を敷設した例を説明するための図である。この例では、図３に比べて、第１の電源補強配線ｖ１（ｐ＋４）が増えている。このように、より電源配線の本数、経路を増やすことができるので、電源の強化をすることができる。

図５は、本発明に係る実施例２の半導体集積回路装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。この半導体集積回路装置の製造方法では、まず最初にステップＳ２００にて、回路配線工程が、電源配線、回路配線を敷設して半導体集積回路装置のレイアウトを作成する。

図６は、回路配線工程による電源配線と回路配線の敷設が終わった半導体集積回路装置のレイアウトに、第１の電源接続工程と第２の電源接続工程により第１の電源補強配線ｖ１（ｐ），ｖ１（ｐ＋１）と第２の電源補強配線ｖ２（ｐ），ｖ２（ｐ＋１）を敷設して、電源の強化を図った例である。図６には、半導体集積回路装置の配線層のうちのｎ層（第１の配線層）と（ｎ＋１）層（第２の配線層及び第３の配線層）とに敷設された電位ｖｄｄ（第１の電位）とｖｓｓ（第２の電位）の２系統の電源配線と回路配線の一部を示している。以下、実施例２の半導体集積回路装置の製造方法を、図６に示した電源配線と回路配線のレイアウトの例を用いて説明する。

図６のｎ層には、回路配線工程により、水平方向の配線グリッド５５０（第２の配線グリッド）の上に電位ｖｄｄを印加する電源配線ｖｄｄ（ｉ）（第１の電源電位供給線）と電位ｖｓｓを印加する電源配線ｖｓｓ（ｉ）（第２の電源電位供給線）が交互に敷設される。ここで、ｉは電源配線１本１本を識別するための整数である。ｎ層では、ｉは図６の下から上に向かって一つづつ番号が増えるように割り振られる。図６には、これらの電源配線のうちの６本ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋２）、ｖｓｓ（ｍ）〜ｖｓｓ（ｍ＋２）だけを示している。ｎ層の上の配線層である（ｎ＋１）層には、回路配線工程により、垂直方向の配線グリッド５４０（第１の配線グリッド）の上に電位ｖｄｄを印加する電源配線５０１、電位ｖｓｓを印加する電源配線５０２と回路配線５２０が敷設される。

電源配線ｖｄｄ（ｉ）と電源配線５０１が交差する部分には、ビア５３０が配置され、電源配線ｖｄｄ（ｉ）と電源配線５０１とが接続される。一方、電源配線ｖｓｓ（ｉ）と電源配線５０２が交差する部分にも、ビア５３０が配置され、電源配線ｖｓｓ（ｉ）と電源配線５０２とが接続される。このようにして、電位ｖｄｄを印加する電源配線と電位ｖｓｓを印加する電源配線が格子状にはりめぐらされ、半導体集積回路装置のいたるところにある回路セルに電位ｖｄｄ、電位ｖｓｓが印加される。

また、半導体集積回路装置の規模や種類により、回路配線工程は、ｎ層と（ｎ＋１）層だけでなく更に多数の配線層を用いて電源配線、回路配線を敷設したり、図６に示したよりも細かい配線グリッドを用いて、図６の電源配線や回路配線の間の領域に、更に他の電源配線や回路配線、回路セルなどを敷設することがある。このような場合でも、本発明に係る半導体集積回路装置の製造方法により、電源の強化を図ることができる。

ステップＳ２１０にて、図５のフローチャートを実行する前に指定されている対象の配線層であるｎ層を取得する。そして、電位ｖｄｄを系統１とし、電位ｖｓｓを系統２として、２つの電位を系統１、２に割り当てる。半導体集積回路装置で使用している全ての配線層に対して図５のフローチャートを実行し第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を敷設していくことで、半導体集積回路装置全体の電源の強化を実現する。そのため、半導体集積回路装置で使用している全ての配線層を順次指定して、図５のフローチャートを実行する。

次に、ステップＳ２２０にて、第１の電源配線抽出工程は、ｎ層に敷設してある電位ｖｄｄを印加する電源配線のペアのうち、処理をしていないペアを抽出する。ここで、電位ｖｄｄを印加する電源配線のペアとは、電位ｖｄｄを印加する電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋２）のなかの隣り合う電源配線のペア（第１の電源配線と第２の電源配線のペア）を意味する。

図６では、電位ｖｄｄを印加する電源配線は、電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋２）の３本ある。この電源配線ｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋２）のうちの隣り合う電源配線のペアは、ｖｄｄ（ｍ）とｖｄｄ（ｍ＋１）、ｖｄｄ（ｍ＋１）とｖｄｄ（ｍ＋２）の２組ある。第１の電源配線抽出工程は、これらのペアのうち、番号の小さいほうから、すなわち、ｖｄｄ（ｍ）とｖｄｄ（ｍ＋１）を最初に抽出する。そして、以降のステップでｖｄｄ（ｍ）とｖｄｄ（ｍ＋１）の処理をする。そして、次にステップＳ２２０が呼ばれるとｖｄｄ（ｍ＋１）とｖｄｄ（ｍ＋２）を抽出する。

次に、ステップＳ２３０にて、第２の電源配線抽出工程は、ｎ層に敷設してある電位ｖｓｓを印加する電源配線のペアのうち、処理をしていないペアを抽出する。ここで、電位ｖｓｓを印加する電源配線のペアとは、電位ｖｓｓを印加する電源配線ｖｓｓ（ｍ）〜ｖｓｓ（ｍ＋２）のなかの隣り合う電源配線のペア（第３の電源配線と第４の電源配線のペア）を意味する。

図６には、電位ｖｓｓを印加する電源配線は、電源配線ｖｓｓ（ｍ）〜ｖｓｓ（ｍ＋２）の３本ある。この電源配線ｖｓｓ（ｍ）〜ｖｓｓ（ｍ＋２）のうちの隣り合う電源配線のペアは、ｖｓｓ（ｍ）とｖｓｓ（ｍ＋１）、ｖｓｓ（ｍ＋１）とｖｓｓ（ｍ＋２）の２組ある。第２の電源配線抽出工程は、これらのペアのうち、番号の小さいほうから、すなわち、ｖｓｓ（ｍ）とｖｓｓ（ｍ＋１）を最初に抽出する。そして、次にステップＳ２３０が呼ばれたときにｖｓｓ（ｍ＋１）とｖｓｓ（ｍ＋２）を抽出する。

次に、ステップＳ２４０にて、ステップＳ２２０又はステップＳ２３０で抽出した電源配線のペアのうち、系統１の電位を印加する電源配線のペアを（ｎ＋１）層で接続する電源配線（系統１の電源補強配線）を新たに敷設できるかどうかを調べる。ここで、系統１が電位ｖｄｄを指している場合は、系統１の電源補強配線は第１の電源補強配線を指し、ステップＳ２４０の処理は第１の電源接続工程により行われる。一方、系統１が電位ｖｓｓを指している場合は、系統１の電源補強配線は第２の電源補強配線を指し、ステップＳ２４０の処理は、第２の電源接続工程により行われる。

電源配線のペアを接続する電源補強配線を敷設できるかどうかの判断は、（ｎ＋１）層において、垂直方向の配線グリッド５４０の上で、かつ、電源配線のペアの間に電源配線又は回路配線が敷設されているかどうかを調べることによる。電源配線及び回路配線が敷設されていなければ、新たに系統１の電源補強配線を敷設できると判断し、ステップＳ２５０に進む。このとき、電源配線及び回路配線が敷設されていない場所、すなわち、系統１の電源補強配線を新たに施設できる場所を記憶しておき、ステップＳ２５０で使用できるようにしておく。一方、電源配線及び回路配線が敷設されていれば、新たに系統１の電源補強配線を敷設できないと判断し、ステップＳ２６０に進む。

次にステップＳ２５０にて、ステップＳ２４０で見つけた位置に系統１の電源補強配線を新たに敷設する。そして、（ｎ＋１）層にある系統１の電源補強配線とｎ層にある系統１の電源配線のペアを接続するビア５３０を敷設する。この処理は、系統１が電位ｖｄｄを指している場合は、第１の電源接続工程により行われ、系統１が電位ｖｓｓを指している場合は、第２の電源接続工程により行われる。

次に、ステップＳ２６０にて、ステップＳ２２０又はステップＳ２３０で抽出した電源配線のペアのうち、系統２の電位を印加する電源配線のペアを（ｎ＋１）層で接続する電源配線（系統２の電源補強配線）を新たに敷設できるかどうかを調べる。ここで、系統２が電位ｖｄｄを指している場合は、系統２の電源補強配線は第１の電源補強配線を指し、ステップＳ２６０の処理は第２の電源接続工程により行われる。一方、系統２が電位ｖｓｓを指している場合は、系統２の電源補強配線は第２の電源補強配線を指し、ステップＳ２６０の処理は、第２の電源接続工程により行われる。

電源配線のペアを接続する電源補強配線を敷設できるかどうかは、（ｎ＋１）層において、垂直方向の配線グリッド５４０の上で、かつ、電源配線のペアの間に電源配線又は回路配線が敷設されているかどうかを調べることになる。電源配線及び回路配線が敷設されていなければ、新たに系統２の電源補強配線を敷設できると判断し、ステップＳ２７０に進む。このとき、電源配線及び回路配線が敷設されていない場所、すなわち、系統２の電源補強配線を新たに施設できる場所を記憶しておき、ステップＳ２７０で使用できるようにしておく。一方、電源配線及び回路配線が敷設されていれば、新たに系統２の電源補強配線を敷設できないと判断し、ステップＳ２９０に進む。

また、ステップＳ２６０では、系統２の電源補強配線を新たに敷設できるかどうか調べる前に、新たに敷設した第１の電源補強配線の数と第２の電源補強配線の数との差を計算する。この差が予め定めた数以上になっている場合は、系統２の電源補強配線を新たに敷設できないと判断し、ステップＳ２９０に進む。こうすることで、第１の電源補強配線の数と第２の電源補強配線の数を同じぐらいにすることができるので、電位ｖｄｄと電位ｖｓｓに対する電源強化の効果も同じ程度になる。そのため効率の良い電源強化を実現できるようになる。また、実施例２では、予め定めた数は、ｎ層の電源配線数の１０％ぐらいになるようにする。

次にステップＳ２８０にて、系統１に割り当て割れている電位と系統２に割り当てられている電位を入れ替える。系統１が電位ｖｄｄを指し、系統２が電位ｖｓｓを指している場合は、ステップＳ２８０により、系統１が電位ｖｓｓを指し、系統２が電位ｖｄｄを指すように変更される。こうすることで、電位ｖｄｄと電位ｖｓｓの敷設の優先順位が毎回変わり、電位ｖｄｄと電位ｖｓｓに対する第１の電源補強配線と第２の電源補強配線が満遍なく敷設されることになる。ステップＳ２８０の処理が終わると、ステップＳ２４０に進む。

このように、ステップＳ２４０〜ステップＳ２８０のループを繰り返すことで、次のように第１の電源補強配線と第２の電源補強配線とが（ｎ＋１）層において満遍なく敷設されていく。
（１）電位ｖｄｄ（系統１）の電源配線のペアを接続する第１の電源補強配線の敷設（ステップＳ２４０、ステップＳ２５０）
（２）電位ｖｓｓ（系統２）の電源配線のペアを接続する第２の電源補強配線の敷設（ステップＳ２６０、ステップＳ２７０）
（３）電位ｖｄｄ（系統１）の電源配線のペアを接続する２本目の第１の電源補強配線の敷設（ステップＳ２４０、ステップＳ２５０）
（４）電位ｖｓｓ（系統２）の電源配線のペアを接続する２本目の第２の電源補強配線の敷設（ステップＳ２６０、ステップＳ２７０）

ステップＳ２９０にて、（ｎ＋１）層の全ての電源配線のペアに対して、処理が終了したかどうか判断し、処理が終了していれば、図５のフローチャートの処理を終了する。一方、処理を終了していなければ、ステップＳ２２０に進み、別の電源配線のペアを抽出して処理を進めていく。

このようにして敷設した第１の電源補強配線と第２の電源補強配線がｖ１（ｐ）、ｖ１（ｐ＋１）、ｖ２（ｐ）、ｖ２（ｐ＋２）である。

以下、実施例２の効果を記載する。図６のｎ層において、電位ｖｄｄを印加する電源配線はｖｄｄ（ｍ）〜ｖｄｄ（ｍ＋２）の３本、電位ｖｓｓを印加する電源配線はｖｓｓ（ｍ）〜ｖｓｓ（ｍ＋２）の３本であった。（ｎ＋１）層に第１の電源補強配線ｖ１（ｐ）〜ｖ１（ｐ＋１）、第２の電源補強配線ｖ２（ｐ）〜ｖ２（ｐ＋１）を追加することで、電位ｖｄｄと電位ｖｓｓを印加する電源配線の数を増やすことができている。そのため、電位ｖｄｄと電位ｖｓｓを印加する電源配線の経路が増え、全体の電流密度が向上し、電源強化が図れたことになる。

また、追加した第１の電源補強配線ｖ１（ｐ），ｖ１（ｐ＋１）と第２の電源補強配線ｖ２（ｐ），ｖ２（ｐ＋１）は、回路配線工程が作成した電源配線、回路配線の空いている所に敷設される。そのため、回路配線工程では、第１の電源補強配線ｖ１（ｐ），ｖ１（ｐ＋１）と第２の電源補強配線ｖ２（ｐ），ｖ２（ｐ＋１）の追加のことを考慮する必要がない。そのため、従来の自動配線ツールをそのまま利用して、簡単に電源強化を実施することが可能になる。

以下、前記実施例２の変形例を記載する。
（変形例１）

ステップＳ２４０、ステップＳ２６０において、系統１又は系統２の電源補強配線を敷設できるかどうかを次の方法で判断する。
（１）系統１又は系統２のｎ層の電源配線のペアのうちの１本と、垂直方向の配線グリッド５４０とが交差する点の位置を求める。
（２）系統１又は系統２のｎ層の電源配線のペアのうちの（１）とは別の１本と、垂直方向の配線グリッド５４０が交差する点の位置を求める。
（３）（１）で求めた点と、（２）で求めた点を、垂直方向の配線グリッド５４０と水平方向の配線グリッド５５０との上で、既に電源配線、回路配線を敷設していない部分を通って接続できるかを調べる。接続できる場合は、接続できた経路を一つ記憶しておく。接続できなければ、系統１又は系統２の電源補強配線を敷設できないと判断する。

第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を敷設できる経路として、垂直方向の配線グリッド５４０と水平方向の配線グリッド５５０を用いたので、配線経路の自由度があがり、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を敷設できる本数が増やすことができる。図７は、実施例２の変形例１の方法で、第１の電源補強配線及び第２の電源補強配線を敷設した例を説明するための図である。この例では、図６に比べて、第１の電源強配線ｖ１（Ｐ＋２）及び第２の電源補強配線ｖ２（ｐ＋２）が増えている。このように、より電源配線の本数、経路を増やすことができるので、電源の強化をすることができる。

本発明に係る実施例１の半導体集積回路装置の製造方法を説明するためのフローチャート。 実施例１の半導体基板の配線層のうちのｎ層と（ｎ＋１）層における電源配線、回路配線の敷設例を説明するための説明図。 実施例１により敷設した第１の電源補強配線の例を説明するための説明図。 実施例１の変形例１の方法で、第１の電源強配線を敷設した例を説明するための説明図。 実施例２の半導体集積回路装置の製造方法を説明するためのフローチャート。 実施例２の半導体基板のｎ層と（ｎ＋１）層の配線層における電源配線、回路配線の敷設例を説明するための説明図。 実施例２の変形例１の半導体基板のｎ層と（ｎ＋１）層の配線層における電源配線、回路配線の敷設例を説明するための説明図。

符号の説明

５００…垂直方向の電源配線、５０１…電源配線、５０２…電源配線、５２０…回路配線、５３０…ビア（Ｖｉａ）、５４０…垂直方向の配線グリッド、５５０…水平方向の配線グリッド、ｖｄｄ…第１の電位、ｖｄｄ（ｍ）…電源配線、ｖ１（ｐ）…第１の電源補強配線、ｖｓｓ…第２の電位、ｖｓｓ（ｍ）…電源配線、ｖ２（ｐ）…第２の電源補強配線。

Claims (9)

1. ２以上の配線層を用いて、複数の電源配線及び複数の回路配線を敷設した半導体集積回路装置のレイアウトを作成する回路配線工程と、
   前記レイアウトから、前記２以上の配線層のうちの一つである第１の配線層に敷設されている第１の電圧を印加するための平行して延びる電源配線である２本以上の第１の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第１の電源配線と第２の電源配線とのペアを、順次抽出する第１の電源配線抽出工程と、
   前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第２の配線層に、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを接続するための電源配線である第１の電源補強配線を敷設することができる場合に、当該第１の電源補強配線を当該第２の配線層に敷設して前記レイアウトに追加する第１の電源接続工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、
   前記第１の電源接続工程は、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と交差する方向の第１の配線グリッドの上に前記第１の電源補強配線を敷設することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
3. 請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、
   前記第１の電源接続工程は、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された、前記第１の電源電位供給線と交差する方向の第１の配線グリッドと、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された、前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドとを用いて、前記第１の電源補強配線を敷設することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
4. 請求項２に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、
   前記レイアウトから、前記第１の配線層に敷設されている第２の電圧を印加するための前記第１の電源配線と同じ方向に延びる電源配線である２本以上の第２の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第３の電源配線と第４の電源配線とのペアを、順次抽出する第２の電源配線抽出工程と、
   前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第３の配線層に、前記第３の電源配線と前記第４の電源配線とを接続するための前記第１の配線グリッドの上の電源配線である第２の電源補強配線を敷設することができる場合に、当該第２の電源補強配線を当該第３の配線層に敷設して前記レイアウトに追加する第２の電源接続工程とを有し、
   前記回路配線工程は、前記第１の配線層において、前記第１の電源電位供給線と前記第２の電源電位供給線を交互に配置して敷設して前記レイアウトを作成することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
5. 請求項４に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、
   前記第１の電源接続工程は、前記第１の電源補強配線を、前記第１の配線グリッドと、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドとを用いて敷設し、
   前記第２の電源接続工程は、前記第２の電源補強配線を、前記第１の配線グリッドと、前記回路配線工程が用いる半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドとを用いて敷設することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
6. 請求項４に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、
   前記第１の電源配線抽出工程により抽出した前記第１の電源配線と前記第２の電源配線のペアと、前記第２の電源配線抽出工程により抽出した前記第３の電源配線と前記第４の電源配線のペアとに対して、前記第１の電源接続工程による第１の電源補強配線の敷設と、前記第２の電源接続工程による第２の電源補強配線の敷設を交互に行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、
   前記第１の電源配線抽出工程、前記第１の電源接続工程、前記第２の電源配線抽出工程、前記第２の電源接続工程の処理が終了した後、前記２以上の配線層のうちの前記第１の配線層以外の配線層を前記第１の配線層として、前記第１の電源配線抽出工程、前記第１の電源接続工程、前記第２の電源配線抽出工程、前記第２の電源接続工程の処理を行うことを繰り返すことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
8. ２以上の配線層を用いて、複数の電源配線及び複数の回路配線を敷設した半導体集積回路装置のレイアウトにおいて、当該２以上の配線層のうちの一つである第１の配線層に敷設されている第１の電圧を印加するための平行して延びる電源配線である２本以上の第１の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第１の電源配線と第２の電源配線は、
   前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第２の配線層に、半導体基板上に仮想された前記第１の電源電位供給線と交差する方向の第１の配線グリッドの上の電源配線である第１の電源補強配線を敷設して、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを接続することができる場合に、当該第２の配線層に敷設された当該第１の電源補強配線で接続され、
   前記レイアウトにおいて、前記第１の配線層に敷設されている第２の電圧を印加するための電源配線である２本以上の第２の電源電位供給線であって、前記第１の電源電位供給線と同じ方向に延び前記第１の電源電位供給線と交互に敷設されている当該２本以上の第２の電源電位供給線のうちの隣り合う任意の２本である第３の電源配線と第４の電源配線は、
   前記第１の配線層の上層又は下層の配線層である前記レイアウトの第３の配線層に、前記第１の配線グリッドの上の電源配線である第２の電源補強配線を敷設して、前記第３の電源配線と前記第４の電源配線とを接続することができる場合に、当該第３の配線層に敷設された当該第２の電源補強配線で接続されることを特徴とする半導体集積回路装置。
9. 請求項８に記載の半導体集積回路装置であって、
   前記第１の電源補強配線及び前記第２の電源補強配線は、前記半導体基板上に仮想された、前記第１の配線グリッド、及び前記第１の電源電位供給線と同じ方向の第２の配線グリッドを用いて敷設されることを特徴とする半導体集積回路装置。
   

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