JP2007080942A

JP2007080942A - 配線モデル化手法およびダミーパターンの生成方法

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Publication number: JP2007080942A
Application number: JP2005263752A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kadowaki; 匡志門脇; Yoshiyuki Kawakami; 善之川上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】半導体集積回路における配線の膜厚は、製造プロセスの影響によりチップ内でばらついているが、下層のレイアウトの影響や同層のレイアウト依存の影響による製造ずれを正しく見積もる。
【解決手段】注目する配線パターンＰを含む任意の領域Ａの配線面積率α、注目する配線パターンＰが存在する領域Ａの下層の任意の領域Ｂにおける配線面積率β、および注目する配線パターンＰの長手方向に対して左右の領域の配線面積率α１，α２を計算し、あらかじめテストパターンより決定しておいたそれぞれの面積率を変数とするモデル式を実際のレイアウトに適用することで、下層に存在する配線パターンの影響、および同層で発生する配線粗密を考慮した配線膜厚を精度よく見積もる。
【選択図】図９

Description

本発明は、半導体集積回路に用いられる配線の配線モデル化手法およびダミーパターン生成方法に関する。

近年、半導体デバイスの微細化に伴い、製造工程における多くのプロセスで、ＣＭＰ技術が用いられるようになってきた。ＣＭＰは、局所的な平坦化が容易であるため、多層配線の層間膜研磨のほか、配線メタルの研磨やＳＴＩ工程の酸化膜研磨に用いられている。近年のプロセスで用いられている銅配線プロセスにおいては、ダマシン構造を形成する際に、ＣＭＰ技術を使用する。幅の広い配線パターンにおいては、ディッシングと呼ばれる配線中央部が他の部分より削れ過ぎるという現象がおこる。また、配線密度が大きいところでは、エロージョンと呼ばれる配線部分のみならず層間膜厚部分も削れ過ぎるという現象が起きる。つまり、配線パターンや配線の混雑度によって、ねらいの配線膜厚と実際にチップ上に形成される配線膜厚に乖離が生じ、配線容量や配線抵抗に影響を与えている。この課題を解決するため、チップ内の任意領域の配線面積率を求め、その任意の領域の中心に位置する配線の配線面積率に応じた配線膜厚をモデル化することで、配線抵抗値、配線間容量を見積もる従来技術がある（特許文献１参照）。
特開２００３−１０８６２２号公報（第１７図）

実際、注目している配線層を形成する場合、注目配線層の下層では、同様にディッシングやエロージョンの影響により、レイアウト依存の凹凸が形成されている。その上に層間膜や配線を形成するため、注目配線層では下層のレイアウト依存の影響を受けた配線膜厚となる。しかし、従来の配線膜厚のモデル化においては、同層配線のみの面積率を対象としているため、下層に存在する配線レイアウトの影響を考慮できていなかった。また、注目配線層における配線面積率は、対象配線を中心として任意の大きさの領域内の配線が計算対象となる。そのため、レイアウトの端に位置する配線のように、極端に配線面積率が変化するような部分で配線膜厚のモデル化がうまくいかず、配線抵抗、配線間容量に大きな誤差を生じさせる場合があった。

したがって、本発明の目的は、半導体集積回路における配線の膜厚が、製造プロセスの影響によりチップ内でばらついていても、下層のレイアウトの影響や同層のレイアウト依存の影響による製造ずれを正しく見積もることができる配線モデル化手法およびパターン生成方法を提供することである。

本発明は、上記のような問題を解決するための配線モデル化手法と、その配線モデル化手法を用いたダミーパターン生成方法を提案する。

すなわち、本発明の請求項１記載の配線モデル化手法は、基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の膜厚をモデリングする配線モデル化手法であって、前記配線の膜厚を決定したい配線パターンＰを含む任意の領域Ａを選択し、前記配線パターンＰと同じ層で前記領域Ａにおける配線が占める割合である配線面積率αを算出し、前記配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線が占める割合である配線面積率βを算出し、前記配線面積率αと前記配線面積率βから前記配線パターンＰの配線膜厚を求める。

請求項２記載の配線モデル化手法は、請求項１記載の配線モデル化手法において、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させる。

請求項３記載の配線モデル化手法は、基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚をモデリングする配線モデル化手法であって、前記配線の膜厚を決定したい配線パターンＰを含む任意の領域Ａを選択し、前記領域Ａの中にあって、前記配線パターンＰの配線長手方向に対して左右それぞれの領域Ａ１，Ａ２における配線が占める割合である配線面積率α１，α２を算出し、配線面積率α１，α２から前記配線パターンＰの配線膜厚を求める。

請求項４記載の配線モデル化手法は、基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚をモデリングする配線モデル化手法であって、前記配線の膜厚を決定したい配線パターンＰを含む任意の領域Ａを選択し、前記配線パターンＰと同じ層で前記領域Ａにおける配線が占める割合である配線面積率αを算出し、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂに対して配線パターンＰの配線長手方向に対して左右それぞれの領域Ｂ１，Ｂ２における配線が占める割合である配線面積率β１，β２を算出し、前記配線面積率αと配線面積率β１，β２から前記配線パターンＰの配線膜厚を求める。

請求項５記載のダミーパターン生成方法は、基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚を均一化するためにダミーパターンを挿入するダミーパターン生成方法であって、請求項１記載の配線モデル化手法を用いて前記配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、前記配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるまで領域Ａ内の配線空き領域にダミーパターンを配置する。

請求項６記載のダミーパターン生成方法は、請求項５記載のダミーパターン生成方法において、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交しているに割合に応じて、配線膜厚を増減させる。

請求項７記載のダミーパターン生成方法は、基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚を均一化するためにダミーパターンを挿入するダミーパターン生成方法であって、請求項１記載の配線モデル化手法を用いて領域Ａ内の配線空き領域に予めダミーパターンを挿入した状態で前記配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、前記配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるまで前記ダミーパターンの面積を縮小化する。

請求項８記載のダミーパターン生成方法は、請求項７記載のダミーパターン生成方法であって、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させる。

請求項９記載のダミーパターン生成方法は、基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚を均一化するためにダミーパターンを挿入するダミーパターン生成方法であって、請求項１記載の配線モデル化手法を用いて領域Ａ内の配線空き領域に予めダミーパターンを挿入した状態で前記配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、前記配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるように、隣接するダミーパターンを合成することでダミーパターンの数を減らす。

請求項１０記載のダミーパターン生成方法は、請求項９記載のダミーパターン生成方法において、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させる。

請求項１１記載のダミーパターン生成方法は、請求項５記載のダミーパターン生成方法によりダミーパターンを配置し、請求項９記載のダミーパターン生成方法によりダミーパターンを合成する。

本発明の請求項１記載の配線モデル化手法によれば、配線パターンＰと同じ層の配線面積率αと配線パターンＰの下層の配線面積率βから配線パターンＰの配線膜厚を求めるので、注目配線の下層レイアウトにおける膜厚変動の影響を考慮することができる。そのため、下層のレイアウト依存に関係なく、配線膜厚が精度よく計算されるので、種々の配線レイアウトに対して精度良く、配線抵抗値、配線間容量値を求めることが可能となる。

請求項２では、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させるので、高精度の配線膜を予測することができる。すなわち、領域Ｂにおける配線パターン群が、配線パターンＰと平行方向に配置されているか、直交方向に配置されているかによって、同じ配線面積率でも配線膜厚は異なるためである。

本発明の請求項３記載の配線モデル化手法によれば、配線パターンＰと同じ層の配線面積率α１，α２から配線パターンＰの配線膜厚を求めるので、注目配線の同層における周りのレイアウトの影響を考慮することができる。そのため、対象配線のレイアウト配置に関係なく、配線膜厚が精度よく計算されるので、種々の配線レイアウトに対して精度良く、配線抵抗値、配線間容量値を求めることが可能となる。

本発明の請求項４記載の配線モデル化手法によれば、配線パターンＰと同じ層の配線面積率αと、配線パターンＰの下層の配線面積率β１，β２から配線パターンＰの配線膜厚を求めるので、注目配線の下層レイアウトにおける膜厚変動の影響を考慮することができる。そのため、下層のレイアウト依存に関係なく、配線膜厚が精度よく計算されるので、種々の配線レイアウトに対して精度良く、配線抵抗値、配線間容量値を求めることが可能となる。

本発明の請求項５記載のダミーパターン生成方法によれば、請求項１記載の配線モデル化手法を用いて配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるまで領域Ａ内の配線空き領域にダミーパターンを配置するので、請求項１記載の配線モデル化手法により下層のレイアウト依存に関係なく、配線膜厚が精度よく計算される。また、この配線モデル化手法より計算した膜厚変動量を用いることで、高精度に膜厚が均一化できるダミーパターンを生成することが可能となる。

請求項６では、請求項５記載のダミーパターン生成方法において、請求項２と同様に高精度の配線膜を予測することができる。

本発明の請求項７記載のダミーパターン生成方法によれば、請求項１記載の配線モデル化手法を用いて領域Ａ内の配線空き領域に予めダミーパターンを挿入した状態で配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるまでダミーパターンの面積を縮小化するので、請求項１記載の配線モデル化手法により下層のレイアウト依存に関係なく、配線膜厚が精度よく計算される。また、この配線モデル化手法より計算した膜厚変動量を用いることで、高精度に膜厚が均一化できるダミーパターンを生成することが可能となる。

請求項８では、請求項７記載のダミーパターン生成方法において、請求項２と同様に高精度の配線膜を予測することができる。

本発明の請求項９記載のダミーパターン生成方法によれば、請求項１記載の配線モデル化手法を用いて領域Ａ内の配線空き領域に予めダミーパターンを挿入した状態で配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるように、隣接するダミーパターンを合成することでダミーパターンの数を減らすので、請求項１記載のモデル化手法により下層のレイアウト依存に関係なく、配線膜厚が精度よく計算される。また、この配線モデル化手法より計算した膜厚変動量を用いることで、配線膜厚を均一にするようにダミーパターンを合成でき、データ量の削減が期待できる。

請求項１０では、請求項９記載のダミーパターン生成方法において、請求項２と同様に高精度の配線膜を予測することができる。

請求項１１では、請求項５記載のダミーパターン生成方法によりダミーパターンを配置し、請求項９記載のダミーパターン生成方法によりダミーパターンを合成するので、高精度に膜厚が均一化できるダミーパターンを生成することが可能となり、かつダミーパターンの数を減らすことができ、データ量を削減することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の配線モデル化手法を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態の配線モデル化手法を示すフローチャートであり、図２は第１の実施形態の配線モデル化手法における配線面積率を計算する領域を示した平面図、図３は配線膜厚を計算するときに使用するテーブルである。

第１の実施形態の配線モデル化手法は、出来上がりの膜厚を決定したい配線パターンＰ（１１）を選択するステップ（Ｓ１０１）と、前記配線パターンＰを含むように任意の領域Ａ（１２）を選択するステップ（Ｓ１０２）と、前記領域Ａの中に配線が占める割合である配線面積率α、および配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂ（１３）の中に配線が占める割合である配線面積率βを計算するステップ（Ｓ１０３）と、算出したαおよびβを用いて配線パターンＰの配線膜厚を決定するステップ（Ｓ１０４）を有する。

以下、各ステップの詳細を説明する。まず、Ｓ１０１において、出来上がりの膜厚を決定したい配線パターンＰを決定する。次に、Ｓ１０２において、決定したい配線パターンＰが含まれる任意の大きさＸμｍ×Ｙμｍの領域Ａを決定する。次に、Ｓ１０３において、領域Ａの中において配線が占める割合である配線面積率αを決定する。配線面積率αは、領域Ａ内に存在する配線ｗａ_iの領域Ａ内の面積をＳｗａ_iとすると、次のようにあらわすことができる。

次に、配線パターンＰの下層に領域Ａと同じ大きさの領域Ｂを設定し、領域Ｂの中に占める配線の割合である下層配線面積率βを決定する。領域Ｂにおける配線面積率βは、領域Ｂ内に存在する配線ｗｂ_iの領域Ｂ内の面積をＳｗｂ_iとすると、次のようにあらわすことができる。

なお、通常、領域Ａと領域Ｂは同じ大きさでよいが、領域Ａと領域Ｂの間で面積率の依存性に大きな特性が生じる場合、領域Ａと領域Ｂで大きさが異なる場合がある。次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で算出した面積率α、βを用いて、配線パターンＰの配線膜厚を決定する。この際、予め同層および下層におけるさまざまな面積率を再現できるように配線幅、配線間隔を振ったテストレイアウトパターンから採取した面積率α、βを変数とする配線膜厚のテーブルを用いることとする。例えば、図３に示すように、縦項目（行）に配線パターンＰと同層における面積率αを、横項目（列）に配線パターンＰの下層の面積率βをとり、テストレイアウトパターンから採取した配線膜厚をプロットする。ただし、この場合、離散的な値をとることになるので、テーブル間の値は線形補間を用いることする。なお、今回の実施形態では、配線膜厚の決定にテーブルを用いたが、面積率αおよびβを変数とするモデル式を用いてもよい。

以上のステップをＳ１０１からＳ１０４の各ステップを行なうことで、下層の配線レイアウトパターンの凹凸の影響を考慮できた、高精度の配線膜厚を予測することが可能となる。また、配線パターンＰの下層の領域Ｂにおける配線群が、配線パターンＰと平行方向に配置されているか、直交方向に配置されているかによって、同じ配線面積率でも配線膜厚は異なる。そのため、下層に配置されている直交配線の割合を変更したテーブルを用意することで、より高精度の配線膜厚を予測することが可能となる。

図４は、第１の実施形態において実際に使用される状態であるコンピュータプログラムで処理する場合を示したものである。データ入出力部Ｐ１において、レイアウトデータ１４からレイアウト情報を読み取り、データ処理部Ｐ２において、Ｓ２０１の処理部、Ｓ２０２の処理部、Ｓ２０３の処理部、Ｓ２０４の各処理部の処理を実行する。データ処理部Ｐ２で求められた配線膜厚は、データ出力部Ｐ3に出力され、配線膜厚データ１５に蓄積される。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の配線モデル化手法を図５〜図８に基づいて説明する。図５は、第２の実施形態の配線モデル化手法を示すフローチャートであり、図６は第２の実施形態の配線モデル化手法における配線面積率を計算する領域を示した平面図、図７は配線膜厚を決定するときに使用するテーブルである。

第２の実施形態の配線モデル化手法は、出来上がりの膜厚を決定したい配線パターンＰ（１１）を選択するステップ（Ｓ１０１）と、前記配線パターンＰを含むように任意の領域Ａ（１２）を選択するステップ（Ｓ１０２）と、前記領域Ａの中にあって、配線パターンＰの長手方向に対して左右それぞれの領域Ａ１（１６），Ａ２（１７）の配線面積率α１，α２を算出するステップ（Ｓ１０５）と、算出した面積率α１，α２を用いて配線パターンＰの膜厚を決定するステップ（Ｓ１０６）を有する。

以下、各ステップの詳細を説明する。まず、Ｓ１０１において、出来上がりの膜厚を決定したい配線パターンＰを決定する。次に、Ｓ１０２において、決定した配線パターンＰが含まれる任意の大きさＸμｍ×Ｙμｍの領域Ａを決定する。次に、Ｓ１０５において、領域Ａの中にあって、配線パターンＰの長手方向に対して領域Ａ内の左右それぞれの領域Ａ１，Ａ２を設定し、領域Ａ１の中において配線が占める割合である配線面積率α１、および領域Ａ２の中において配線が占める割合である配線面積率α２を決定する。配線面積率α１、配線面積率α２は、領域Ａ１内に存在する配線ｗａ1_iの領域Ａ内の面積をＳｗａ1_i、領域Ａ２内に存在する配線ｗａ2_iの領域Ａ２内の面積をＳｗａ2_iすると、次のようにあらわすことができる。

次に、Ｓ１０６において、前ステップ１０５で算出した面積率α１，α２を用いて、配線パターンＰの配線膜厚を決定する。この際、予めさまざまな面積率を再現できるように配線幅、配線間隔を振ったテストレイアウトパターンから採取した面積率α１，α２を変数とする配線膜厚のテーブルを用いることとする。例えば、図７に示すように、縦項目（行）に配線パターンＰの長手方向に対して左側の配線面積率α１、横項目（列）に配線パターンＰの長手方向に対して右側の配線面積率α２をとり、テストレイアウトパターンから採取した配線膜厚をプロットする。ただし、この場合、離散的な値をとることになるので、テーブル間の値は線形補間を用いることする。なお、今回の実施形態では、配線膜厚の決定にテーブルを用いたが、面積率α１およびα２を変数とするモデル式を用いてもよい。以上のステップをＳ１０１からＳ１０６の各ステップを行なうことで、同層のレイアウトパターンの影響を考慮できた、高精度の配線膜厚を予測することが可能となる。

図８は、第２の実施形態において実際に使用される状態であるコンピュータプログラムで処理する場合を示したものである。データ入出力部Ｐ１において、レイアウトデータ１４からレイアウト情報を読み取り、データ処理部Ｐ２において、Ｓ１０１の処理部、Ｓ２０２の処理部、Ｓ２０５の処理部、Ｓ２０６の各処理部の処理を実行する。データ処理部Ｐ２で求められた配線膜厚は、データ出力部Ｐ３に出力され、配線膜厚データ１５に蓄積される。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の配線モデル化手法を図９〜図１２に基づいて説明する。図９は、第３の実施形態の配線モデル化手法を示すフローチャートであり、図１０は第３の実施形態の配線モデル化手法における配線面積率を計算する領域を示した平面図、図１１は配線膜厚を決定するときに使用するテーブルである。

第３の実施形態の配線モデル化手法は、出来上がりの膜厚を決定したい配線パターンＰ（１１）を選択するステップ（Ｓ１０１）と、前記配線パターンＰを含むように任意の領域Ａ（１２）を選択するステップ（Ｓ１０２）と、前記領域Ａの中に配線が占める割合である配線面積率α、および配線パターンＰの下層の領域Ｂ（１３）内の配線パターンＰの長手方向に対して左右それぞれの領域Ｂ１（１８），Ｂ２（１９）の配線面積率β１，β２を算出するステップ（Ｓ１０７）と、算出した面積率α，β１，β２を用いて配線Ｐの膜厚を決定するステップ（Ｓ１０８）を有する。

以下、各ステップの詳細を説明する。まず、Ｓ１０１において、出来上がりの膜厚を決定したい配線パターンＰを決定する。次に、Ｓ１０２において、決定した配線パターンＰが含まれる任意の大きさＸμｍ×Ｙμｍの領域Ａを決定する。次に、Ｓ１０７において、領域Ａの中において配線が占める割合である配線面積率αを決定する。配線面積率αは、領域Ａ内に存在する配線ｗａ_iの領域Ａ内の面積をＳｗａ_iとすると、次のようにあらわすことができる。

次に、配線Ｐの下層に領域Ａと同じ大きさの領域Ｂを設定し、領域Ｂの中にあって、配線パターンＰの長手方向に対して左右それぞれの領域Ｂ１，Ｂ２を設定し、領域Ｂ１の中において配線が占める割合である配線面積率β１、および領域Ｂ２の中において配線が占める割合である配線面積率β２を決定する。配線面積率β１、配線面積率β２は、領域Ｂ１内に存在する配線ｗｂ1_iの領域Ｂ１内の面積をＳｗｂ1_i、領域Ｂ２内に存在する配線ｗｂ2_iの領域Ｂ２内の面積をＳｗｂ2_iすると、次のようにあらわすことができる。

次に、Ｓ１０８において、前ステップ１０７で算出した面積率α，β１，β２を用いて、配線パターンＰの配線膜厚を決定する。この際、予め同層および下層のさまざまな面積率を再現できるように配線幅、配線間隔を振ったテストレイアウトパターンから採取した面積率α，β１，β２を変数とする配線膜厚のテーブルを用いることとする。例えば、図１１（ａ）に示すように、縦項目（行）に面積率β１を、横項目（列）に面積率β２をとり、テストレイアウトパターンから採取した配線膜厚変動量をプロットする。このテーブルより、配線パターンＰの直下に配線パターンがあったと仮定した場合の膜厚変動量Δｔを計算する。ただし、この場合、離散的な値をとることになるので、配線面積率β１と配線面積率β２のテーブル間の値は線形補間を用いることする。

次に、図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）で計算した配線膜厚変動量Δｔを横項目（列）に、配線面積率αを縦項目（行）にとり、テストレイアウトパターンから採取した配線膜厚変動量をプロットする。ただし、この場合、離散的な値をとることになるので、配線面積率αと下層の膜厚変動量Δｔのテーブル間の値は線形補間を用いることする。なお、今回の実施形態では、配線膜厚の決定にテーブルを用いたが、面積率αおよびβを変数とするモデル式を用いてもよい。

以上のステップをＳ１０１からＳ１０８の各ステップを行なうことで、下層のレイアウトパターン依存の影響を考慮できた、高精度の配線膜厚を予測することが可能となる。

図１２は、第３の実施形態において実際に使用される状態であるコンピュータプログラムで処理する場合を示したものである。データ入出力部Ｐ１において、レイアウトデータ１４からレイアウト情報を読み取り、データ処理部Ｐ２において、Ｓ２０１の処理部、Ｓ２０２の処理部、Ｓ２０７の処理部、Ｓ２０８の各処理部の処理を実行する。データ処理部Ｐ２で求められた配線膜厚は、データ出力部Ｐ３に出力され、配線膜厚データ１５に蓄積される。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態のダミーパターン生成方法を図１３〜図１５に基づいて説明する。図１３は、第４の実施形態のダミーパターン生成方法に関するフローチャート図、図１４は第４の実施形態においてダミーパターンの挿入過程を示した説明図である。

図１３に示すように、第１の実施形態で示したＳ１０１〜Ｓ１０４のステップと、Ｓ１０４で決定した配線パターンＰの配線膜厚が許容範囲内に入っているかを判断するステップ（Ｓ１０９）と、Ｓ１０９において許容できないと判断された場合、領域Ａ（１２）の空き領域にダミーパターンを挿入するステップ（Ｓ１１０）を有する。

以下、各ステップの詳細を説明する。まず、実施形態１で記載したＳ１０１〜Ｓ１０４のステップを用いて図１４(ａ)のようにダミーパターンを配置していないときの配線パターンＰ（１２）の配線膜厚を求める。次に、Ｓ１０９において、算出された配線パターンＰの配線膜厚が予め設定しておいた許容範囲内の膜厚かどうかを判断する。もし、許容範囲外の膜厚であるならば、Ｓ１１０において、領域Ａの空き領域に、例えば、図１４(ｂ)に示すようにドットのダミーパターン（２０）を生成させる。その後、Ｓ１０３に戻りダミーパターン挿入後の領域Ａおよび領域Ｂの配線面積率を計算し、Ｓ１０４で配線膜厚を求め、Ｓ１０９で再度判断する。本フローにおいては、配線パターンＰの配線膜厚が許容範囲内になるまでダミーパターンの挿入（Ｓ１１０）、面積率の算出（Ｓ１０３）、配線膜厚の決定（Ｓ１０４）、配線膜厚の判断（Ｓ１０９）の各ステップを繰り返すことになる。Ｓ１０９において、許容範囲内と判断された場合は、図１４（ｃ）のようなダミーパターン群を配置してダミーのパターンの生成処理が終了となる。このダミーパターン生成方法を用いることで、高精度の配線膜厚を予測することが可能となり、チップ内での配線膜厚を均一にするようにダミーパターンを生成することが可能となる。

また、配線パターンＰの下層の領域Ｂにおける配線群が、配線パターンＰと平行方向に配置されているか、直交方向に配置されているかによって、同じ配線面積率でも配線膜厚は異なる。そのため、下層に配置されている配線の方向に対応したテーブルをそれぞれ用意し、配線膜厚計算時に使用するテーブルを下層の配線の方向に応じて変更することで、より高精度の配線膜厚を予測することが可能となり、チップ内での配線膜厚をより均一になるようなダミーパターンを生成することが可能となる。

図１５は、第４の実施形態において実際に使用される状態であるコンピュータプログラムで処理する場合を示したものである。データ入出力部Ｐ１において、レイアウトデータ１４からレイアウト情報を読み取り、データ処理部Ｐ２において、Ｓ２０１の処理部、Ｓ２０２の処理部、Ｓ２０３の処理部、Ｓ２０４の処理部、Ｓ２０９の処理部、Ｓ２１０の各処理部の処理を実行する。データ処理部Ｐ２で求められたダミーパターン情報は、データ出力部Ｐ３にレイアウトデータとして渡され、タイミング検証などに用いられる。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態のダミーパターン生成方法を図１６〜図１８に基づいて説明する。図１６は、第５の実施形態のダミーパターン生成方法に関するフローチャート図、図１７は第５の実施形態においてダミーパターンの縮小過程を示した説明図である。

図１６に示すように、第１の実施形態で示したＳ１０１〜Ｓ１０４のステップと、Ｓ１０４で決定した配線パターンＰの配線膜厚が許容範囲内に入っているかを判断するステップ（Ｓ１０９）と、Ｓ１０９において許容できないと判断された場合、領域Ａ（１２）の空き領域配置されたダミーパターンを縮小するステップ（Ｓ１１１）を有する。

以下、各ステップの詳細を説明する。まず、実施形態１で記載したＳ１０１〜Ｓ１０４のステップを用いて図１７（ａ）のように予めダミーパターン（２０）を配置されているときの配線パターンＰ（１２）の配線膜厚を求める。次に、Ｓ１０９において、算出された配線パターンＰの配線膜厚が予め設定しておいた許容範囲内の膜厚かどうかを判断する。もし、許容範囲外の膜厚であるならば、Ｓ１１１において、領域Ａの空き領域に配置されたダミーパターンを、例えば、図１７（ｂ）のように任意の倍率で縮小する。その後、Ｓ１０３に戻りダミーパターン縮小後の領域Ａおよび領域Ｂの配線面積率を計算し、Ｓ１０４で配線膜厚を求め、Ｓ１０９で再度判断する。本フローにおいては、配線パターンＰの配線膜厚が許容範囲内になるまでダミーパターンの縮小（Ｓ１１１）、面積率の算出（Ｓ１０３）、配線膜厚の決定（Ｓ１０４）、配線膜厚の判断（Ｓ１０９）の各ステップを繰り返すことになる。Ｓ１０９において、許容範囲内と判断された場合は、図１７（ｃ）のようなダミーパターン群を生成してダミーパターンの縮小処理が終了となる。このダミーパターン生成方法を用いることで、高精度の配線膜厚を予測することが可能となり、チップ内での配線膜厚を均一にするようにダミーパターンを生成することが可能となる。
また、配線パターンＰの下層の領域Ｂにおける配線群が、配線パターンＰと平行方向に配置されているか、直交方向に配置されているかによって、同じ配線面積率でも配線膜厚は異なる。そのため、下層に配置されている配線の方向に対応したテーブルをそれぞれ用意し、配線膜厚計算時に使用するテーブルを下層の配線の方向に応じて変更することで、より高精度の配線膜厚を予測することが可能となり、チップ内での配線膜厚をより均一となるようなダミーパターンを生成することが可能となる。

図１８は、第５の実施形態において実際に使用される状態であるコンピュータプログラムで処理する場合を示したものである。データ入出力部Ｐ１において、レイアウトデータ１４からレイアウト情報を読み取り、データ処理部Ｐ２において、Ｓ２０１の処理部、Ｓ２０２の処理部、Ｓ２０３の処理部、Ｓ２０４の処理部、Ｓ２０９の処理部、Ｓ２１１の各処理部の処理を実行する。データ処理部Ｐ２で求められたダミーパターンの配置情報は、データ出力部Ｐ３にレイアウトデータとして渡され、タイミング検証などに用いられる。
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態のダミーパターン生成方法を図１９〜図２１に基づいて説明する。図１９は、第６の実施形態のダミーパターン生成方法に関するフローチャート図、図２０は第６の実施形態においてダミーパターンの合成過程を示した説明図である。

図１９に示すように、第１の実施形態で示したＳ１０１〜Ｓ１０４のステップと、Ｓ１０４で決定した配線パターンＰの配線膜厚が許容範囲内に入っているかを判断するステップ（Ｓ１０９）と、Ｓ１０９において許容できると判断された場合、領域Ａ（１２）の空き領域に配置された隣接するダミーパターンを合成するステップ（Ｓ１１２）を有する。

以下、各ステップの詳細を説明する。まず、実施形態１で記載したＳ１０１〜Ｓ１０４のステップを用いて図２０（ａ）のように予めダミーパターン（２０）を配置されているときの配線パターンＰ（１２）の配線膜厚を求める。次に、Ｓ１０９において、算出された配線パターンＰの配線膜厚が予め設定しておいた許容範囲内の膜厚かどうかを判断する。もし、許容範囲内の膜厚であるならば、Ｓ１１２において、領域Ａの空き領域に配置された隣接するダミーパターンを合成する。その後、Ｓ１０３に戻りダミーパターン合成後の配線面積率を計算し、Ｓ１０４で配線膜厚を求め、Ｓ１０９で許容範囲内かを判断する。もし、許容範囲外となった場合は、Ｓ１１２において、別の隣接するダミーパターンの組み合わせで合成を実施し、再度Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０９を実施する。もし、組み合わせがなかったならば、合成を行なわずに終了する。図２０（ｂ）が最終的にダミーパターンの合成が終了したレイアウトになる。領域２１においては、ダミーパターンの合成が行なわれたが、領域２２におけるダミーパターン群を合成すると配線面積率が高くなるため、合成が行なわれていない。このダミーパターン生成方法を用いることで、高精度の配線膜厚を予測することが可能となり、チップ内での配線膜厚を均一にするようにダミーパターンを合成でき、データ量の削減が期待できる。

また、配線パターンＰの下層の領域Ｂにおける配線群が、配線パターンＰと平行方向に配置されているか、直交方向に配置されているかによって、同じ配線面積率でも配線膜厚は異なる。そのため、下層に配置されている配線の方向に対応したテーブルをそれぞれ用意し、配線膜厚計算時に使用するテーブルを下層の配線の方向に応じて変更することで、より高精度の配線膜厚を予測することが可能となり、チップ内での配線膜厚を均一にするようにダミーパターンを合成できる。

また、本実施形態は、第４の実施形態で配置したダミーパターンと組み合わせることで、ドットデータのダミーパターンの数を減らすことができ、データ量を削減することも可能となる。

図２１は、第６の実施形態において実際に使用される状態であるコンピュータプログラムで処理する場合を示したものである。データ入出力部Ｐ１において、レイアウトデータ１４からレイアウト情報を読み取り、データ処理部Ｐ２において、Ｓ２０１の処理部、Ｓ２０２の処理部、Ｓ２０３の処理部、Ｓ２０４の処理部、Ｓ２０９の処理部、Ｓ２１２の各処理部の処理を実行する。データ処理部Ｐ２で求められたダミーパターンの配置情報は、データ出力部Ｐ３にレイアウトデータとして渡され、タイミング検証などに用いられる。

本発明に係る配線モデル化手法およびダミーパターン生成方法では、周囲のレイアウトの影響を考慮した配線膜厚の算出方法、およびこの算出方法を用いたダミーパターンの生成方法を提供している。これによって、レイアウト依存なく精度の高い配線抵抗値、配線容量値の算出が可能となり、半導体集積回路のタイミング検証に有用である。

本発明の第１の実施形態を実現するフローチャートである。本発明の第１の実施形態を実現するために使用する配線領域を示した平面図である。本発明の第１の実施形態を実現するために使用する配線膜厚算出方法の説明図である。本発明の第１の実施形態を実現するコンピュータ処理概念図である。本発明の第２の実施形態を実現するフローチャートである。本発明の第２の実施形態を実現するために使用する配線領域を示した平面図である。本発明の第２の実施形態を実現するために使用する配線膜厚算出方法の説明図である。本発明の第２の実施形態を実現するコンピュータ処理概念図である。本発明の第３の実施形態を実現するフローチャートである。本発明の第３の実施形態を実現するために使用する配線領域を示した平面図である。本発明の第３の実施形態を実現するために使用する配線膜厚算出方法の説明図である。本発明の第３の実施形態を実現するコンピュータ処理概念図である。本発明の第４の実施形態を実現するフローチャートである。本発明の第4の実施形態を用いたときのダミーパターン生成過程の説明図である。本発明の第４の実施形態を実現するコンピュータ処理概念図である。本発明の第５の実施形態を実現するフローチャートである。本発明の第５の実施形態を用いたときのダミーパターン生成過程の説明図である。本発明の第５の実施形態を実現するコンピュータ処理概念図である。本発明の第６の実施形態を実現するフローチャートである。本発明の第６の実施形態を用いたときのダミーパターン生成過程の説明図である。本発明の第６の実施形態を実現するコンピュータ処理概念図である。

符号の説明

１１配線パターンＰ
１２配線パターンＰを含む領域Ａ
１３配線パターンＰの下層における領域Ｂ
１４レイアウトデータ
１５配線膜厚データ
１６配線パターンＰと同層で配線パターンＰの配線長手方向に対して左側の領域Ａ１
１７配線パターンＰと同層で配線パターンＰの配線長手方向に対して右側の領域Ａ２
１８配線パターンＰの下層で配線パターンＰの配線長手方向に対して左側の領域Ｂ１
１９配線パターンＰの下層で配線パターンＰの配線長手方向に対して右側の領域Ｂ２
２０ダミーパターン
２１ダミーパターン配置領域１
２２ダミーパターン配置領域２

Claims

基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の膜厚をモデリングする配線モデル化手法であって、前記配線の膜厚を決定したい配線パターンＰを含む任意の領域Ａを選択し、前記配線パターンＰと同じ層で前記領域Ａにおける配線が占める割合である配線面積率αを算出し、前記配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線が占める割合である配線面積率βを算出し、前記配線面積率αと前記配線面積率βから前記配線パターンＰの配線膜厚を求めることを特徴とする配線モデル化手法。
配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させる請求項１記載の配線モデル化手法。
基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚をモデリングする配線モデル化手法であって、前記配線の膜厚を決定したい配線パターンＰを含む任意の領域Ａを選択し、前記領域Ａの中にあって、前記配線パターンＰの配線長手方向に対して左右それぞれの領域Ａ１，Ａ２における配線が占める割合である配線面積率α１，α２を算出し、配線面積率α１，α２から前記配線パターンＰの配線膜厚を求めることを特徴とする配線モデル化手法。
基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚をモデリングする配線モデル化手法であって、前記配線の膜厚を決定したい配線パターンＰを含む任意の領域Ａを選択し、前記配線パターンＰと同じ層で前記領域Ａにおける配線が占める割合である配線面積率αを算出し、配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂに対して配線パターンＰの配線長手方向に対して左右それぞれの領域Ｂ１，Ｂ２における配線が占める割合である配線面積率β１，β２を算出し、前記配線面積率αと配線面積率β１，β２から前記配線パターンＰの配線膜厚を求めることを特徴とする配線モデル化手法。
基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚を均一化するためにダミーパターンを挿入するダミーパターン生成方法であって、
請求項１記載の配線モデル化手法を用いて前記配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、前記配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるまで領域Ａ内の配線空き領域にダミーパターンを配置することを特徴とするダミーパターン生成方法。
配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交しているに割合に応じて、配線膜厚を増減させる請求項５記載のダミーパターン生成方法。
基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚を均一化するためにダミーパターンを挿入するダミーパターン生成方法であって、
請求項１記載の配線モデル化手法を用いて領域Ａ内の配線空き領域に予めダミーパターンを挿入した状態で前記配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、前記配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるまで前記ダミーパターンの面積を縮小化することを特徴とするダミーパターン生成方法。
配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させる請求項７記載のダミーパターン生成方法。
基本素子とその間を接続する配線から構成される半導体集積回路における前記配線の配線膜厚を均一化するためにダミーパターンを挿入するダミーパターン生成方法であって、
請求項１記載の配線モデル化手法を用いて領域Ａ内の配線空き領域に予めダミーパターンを挿入した状態で前記配線パターンＰの配線膜厚を求める手順を含み、前記配線パターンＰの配線膜厚が均一となる予め設定した許容範囲内になるように、隣接するダミーパターンを合成することでダミーパターンの数を減らすことを特徴とするダミーパターン生成方法。
配線パターンＰの下層の任意の領域Ｂにおける配線パターン群が配線パターンＰに対して直交している割合に応じて、配線膜厚を増減させる請求項９記載のダミーパターン生成方法。
請求項５記載のダミーパターン生成方法によりダミーパターンを配置し、請求項９記載のダミーパターン生成方法によりダミーパターンを合成することを特徴とするダミーパターン生成方法。