JP2007280222A - Design system of 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システムに係り、特に論理合成、レイアウト情報の作成を行う設計システムに関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit design system, and more particularly to a design system that performs logic synthesis and layout information generation.
複数のスタンダードセル(以下において、単に「セル」という。)等を組み合わせて構成される半導体集積回路(LSI)の歩留りを改善するために、以下の述べる様々な対策が実施されている。例えば、セル等の基本回路内でのコンタクト不良の発生率を下げるために、セル内の異なるメタル層の配線間を接続するビアが接続箇所毎に複数個配置された歩留り向上に配慮したセルが使用される。配線でのコンタクト不良の発生率を下げるために、配線時或いは配線後に冗長ビア(複数のビア)を配置する。リソグラフィシミュレーションによって不良発生率が高いと予測される配線密度の高い領域を抽出し、抽出された領域内の配線間隔を広げる。製造ばらつきによるLSIの性能悪化の改善方法としては、セルを通過する信号の遅延時間がばらつきを仮定して計算されたセルのライブラリ(ばらつきパフォーマンスライブラリ)を用意して、LSIの統計的な遅延計算を行う(例えば、特許文献1参照。)。 In order to improve the yield of a semiconductor integrated circuit (LSI) configured by combining a plurality of standard cells (hereinafter simply referred to as “cells”), various countermeasures described below have been implemented. For example, in order to reduce the incidence of contact failure in a basic circuit such as a cell, there is a cell in consideration of yield improvement in which a plurality of vias connecting between wirings of different metal layers in a cell are arranged at each connection point. used. In order to reduce the incidence of contact failure in wiring, redundant vias (multiple vias) are arranged during or after wiring. A region having a high wiring density, which is predicted to have a high defect occurrence rate by lithography simulation, is extracted, and a wiring interval in the extracted region is widened. As a method of improving LSI performance degradation due to manufacturing variations, a library of cells (variation performance library) that is calculated assuming that the delay time of signals passing through the cell is assumed to be variable is used to calculate the statistical delay of the LSI. (For example, refer to Patent Document 1).
しかし、従来のLSI設計ではパターンに依存するパターンに依存するシステマティックな製造ばらつきがLSIの性能に与える影響が考慮されていない。「パターンに依存するシステマティックな製造ばらつき」(以下において、単に「システマティックばらつき」という。)とは、製造ばらつきのうち、特定のパターン形状に対して製造上の再現性があるばらつき成分である。例えば、通常の配線ピッチが特定の周辺パターンの影響を受けて常にターゲットの形状からずれて転写されることを示す。従来、このようなシステマティックな製造ばらつきを考慮した設計は行われておらず、製造時にパターンのばらつきが発生していた。又、こうしたシステマティックなターゲットの形状からのずれを回避する設計も行われていなかった。 However, the conventional LSI design does not take into account the effect of systematic manufacturing variations depending on the pattern on the performance of the LSI. “Systematic manufacturing variation depending on a pattern” (hereinafter, simply referred to as “systematic variation”) is a variation component of manufacturing variation with respect to a specific pattern shape. For example, it indicates that a normal wiring pitch is always transferred out of the shape of the target under the influence of a specific peripheral pattern. Conventionally, such systematic manufacturing variations have not been designed, and variations in patterns have occurred during manufacturing. Moreover, the design which avoids the deviation | shift from the shape of such a systematic target was not performed.
更に、従来は、セル等における信号遅延ばらつきの分布がガウス分布になることを前提としてばらつきパフォーマンスライブラリが作成されているが、実際の信号遅延ばらつきの分布が非ガウス分布である場合に大きな誤差が生じる。一般にシステマティックばらつきはガウス分布にならない。そのため、信号遅延ばらつきの分布がガウス分布になることを前提としたばらつきパフォーマンスライブラリでは、製造ばらつきを精度よく見積ったLSIのパフォーマンス解析及びパフォーマンスの最適化ができない。 Furthermore, in the past, a variation performance library has been created on the assumption that the distribution of signal delay variation in a cell or the like is a Gaussian distribution. However, a large error occurs when the actual distribution of signal delay variation is a non-Gaussian distribution. Arise. In general, systematic variations do not have a Gaussian distribution. For this reason, a variation performance library based on the premise that the distribution of signal delay variation is a Gaussian distribution cannot perform LSI performance analysis and performance optimization by accurately estimating manufacturing variation.
以上に述べたように、システマティックばらつきがLSIの性能に与える影響を考慮せずに設計されたLSIでは、種々の問題が発生する。
本発明は、システマティックな製造ばらつきが半導体集積回路に及ぼす影響を低減可能な半導体集積回路の設計システムを提供する。 The present invention provides a semiconductor integrated circuit design system capable of reducing the influence of systematic manufacturing variations on a semiconductor integrated circuit.
本願発明の一態様によれば、(イ)基本パターンの形状測定結果から取得される製造ばらつき情報から、システマティック製造ばらつきを抽出する抽出モジュールと、(ロ)システマティック製造ばらつきとプロセスシミュレーションの実行結果から得られるパラメータを用いたプロセスシミュレーションによって、基本パターンを含む基本回路の解析パターン形状を取得する解析パターン取得モジュールと、(ハ)解析パターン形状を用いて基本回路の信号遅延特性を算出する遅延特性算出モジュールと、(ニ)基本回路の設計パターンの形状と解析パターン形状とを比較して、システマティック製造ばらつきに起因する不良が基本回路に発生する不良発生危険度を算出する危険度算出モジュールとを備える半導体集積回路の設計システムが提供される。 According to one aspect of the present invention, (b) an extraction module that extracts systematic manufacturing variation from manufacturing variation information acquired from the shape measurement result of the basic pattern; and (b) systematic manufacturing variation and process simulation execution results. Analysis pattern acquisition module that acquires the analysis pattern shape of the basic circuit including the basic pattern by process simulation using the obtained parameters, and (c) Delay characteristic calculation that calculates the signal delay characteristic of the basic circuit using the analysis pattern shape A module, and (d) a risk calculation module that compares the design pattern shape of the basic circuit with the analysis pattern shape and calculates a failure occurrence risk that a failure due to systematic manufacturing variation occurs in the basic circuit. Semiconductor integrated circuit design system It is provided.
本発明によれば、システマティックな製造ばらつきが半導体集積回路に及ぼす影響を低減可能な半導体集積回路の設計システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit design system capable of reducing the influence of systematic manufacturing variations on the semiconductor integrated circuit.
次に、図面を参照して、本発明の第1及び第2の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す第1及び第2の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Next, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. Also, the following first and second embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the component parts. The structure and arrangement are not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る設計システムは、図1に示すように、複数の製造条件で形成された回路素子及び配線パターンを含む基本パターンの形状測定結果から、基本パターンの形状の製造ばらつき情報を取得する情報取得モジュール11と、製造ばらつき情報から、製造上の再現性があるシステマティック製造ばらつきを抽出する抽出モジュール12と、システマティック製造ばらつきとプロセスシミュレーションの実行結果を用いて基本パターンのプロセスシミュレーション用パラメータを設定するパラメータ設定モジュール13と、設定されたパラメータを用いたプロセスシミュレーションを実行して、基本パターンを含む基本回路の解析パターン形状を取得する解析パターン取得モジュール14と、解析パターン形状を用いて基本回路の信号遅延特性を算出する遅延特性算出モジュール15と、基本回路の設計パターンの形状と解析パターン形状とを比較して、システマティックばらつきに起因する不良が基本回路に発生する不良発生危険度を算出する危険度算出モジュール16とを備える。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the design system according to the first embodiment of the present invention is based on the shape measurement result of the basic pattern including circuit elements and wiring patterns formed under a plurality of manufacturing conditions. An
「基本パターン」は、NAND回路やバッファ等のセルを構成するトランジスタ等の回路素子のパターンや、配線パターン等である。後述するように、回路素子は配線の配置、間隔が異なる複数の基本パターンが用意される。基本パターンの「製造ばらつき情報」は、ウェハ上に形成された基本パターンの形状を測定した場合の、測定値のばらつきとして取得される。つまり製造ばらつき情報は、セルや配線を形成する製造工程におけるばらつきの情報である。 The “basic pattern” is a pattern of a circuit element such as a transistor constituting a cell such as a NAND circuit or a buffer, a wiring pattern, or the like. As will be described later, a plurality of basic patterns with different wiring arrangements and intervals are prepared for the circuit elements. The “manufacturing variation information” of the basic pattern is acquired as a variation in measured values when the shape of the basic pattern formed on the wafer is measured. That is, the manufacturing variation information is information on variation in a manufacturing process for forming cells and wirings.
「基本回路」とは、セル或いは配線及びビアの組み合わせからなる配線パターン等である。つまり、「解析パターン形状」は、プロセスシミュレーションによって算出される、セルのパターン形状或いは配線パターンの形状である。 The “basic circuit” is a wiring pattern composed of a combination of cells or wirings and vias. That is, the “analysis pattern shape” is a cell pattern shape or a wiring pattern shape calculated by a process simulation.
情報取得モジュール11、抽出モジュール12、パラメータ設定モジュール13、解析パターン取得モジュール14、遅延特性算出モジュール15及び危険度算出モジュール16は、中央演算処理装置(CPU)10に含まれる。CPU10は、設計ユニット1に含まれる。図1に示すように、第1の実施の形態に係る設計システムは、設計ユニット1及び測定ユニット2を含む。測定ユニット2は、一連の製造工程で製造された基本パターンの形状を測定する。
The
図2(a)に示すように、遅延特性算出モジュール15は、解析パターン形状を用いて、基本回路の信号遅延時間及び信号遅延時間の発生確率を算出する遅延時間算出モジュール151と、基本回路への入力信号及び基本回路に接続される出力負荷の特性と、信号遅延時間及び信号遅延時間の発生確率を含む信号遅延特性との関係を示す遅延特性テーブルを作成するテーブル作成モジュール152とを備える。遅延特性算出モジュール15は、回路の信号遅延時間の発生確率分布から離散確率を算出する離散確率算出モジュール153を更に備える。「離散確率」については後述する。
As shown in FIG. 2A, the delay
図2(b)に示すように、危険度算出モジュール16は、セル危険度算出モジュール161、配線危険度算出モジュール162、及びレイアウト危険度算出モジュール163を含む。セル危険度算出モジュール161は、システマティックばらつきに起因する不良がセルに発生する不良発生危険度を算出する。配線危険度算出モジュール162は、システマティックばらつきに起因する不良が配線に発生する不良発生危険度を算出する。レイアウト危険度算出モジュール163は、レイアウト全体についてシステマティックばらつきに起因する不良が発生する不良発生危険度を算出する。
As shown in FIG. 2B, the risk
「不良発生危険度」は、ばらつきパラメータを適用したプロセスシミュレーションによって算出される解析パターン形状の、設計パターンの形状からの乖離度として定義される。設計パターンの形状と解析パターン形状の差が大きいほど、不良発生危険度は大きい。本実施の形態では、設計パターンの形状寸法に対する解析パターン形状寸法の比として、不良発生危険度を定義する。 “Defect occurrence risk” is defined as the degree of divergence of the analysis pattern shape calculated by the process simulation to which the variation parameter is applied from the design pattern shape. The greater the difference between the design pattern shape and the analysis pattern shape, the greater the risk of occurrence of defects. In the present embodiment, the risk of failure occurrence is defined as the ratio of the analysis pattern shape dimension to the design pattern shape dimension.
図1に示すCPU10は、基本回路の信号遅延特性を用いて算出される、複数の基本回路を組み合わせて構成される信号経路の信号遅延特性、及び複数の信号経路を含むレイアウト情報に含まれるすべての基本回路の不良発生危険度の和の、少なくともいずれかが許容条件を満足しない場合に、許容条件を満足するようにレイアウト情報を変更する変更モジュール17を更に備える。
1 is calculated using the signal delay characteristics of the basic circuit, the signal delay characteristics of the signal path configured by combining a plurality of basic circuits, and all included in the layout information including the plurality of signal paths. A
図2(c)に示すように、変更モジュール17は、半導体集積回路のレイアウト情報に含まれる基本回路の不良発生危険度の和と許容値とを比較して、不良発生危険度の和が許容条件を満足するか否かを判定するレイアウト判定モジュール171と、不良発生危険度の和が許容条件を満足しない場合に、レイアウト情報に含まれる基本回路を不良発生危険度の小さな基本回路で置換する置換モジュール172とを備える。
As shown in FIG. 2C, the
又、変更モジュール17は、隣接回路のパターン形状に依存するシステマティックばらつきに起因する基本回路の不良発生危険度を増大させる回路配置を、半導体集積回路のレイアウト情報から検出する危険配置検出モジュール173と、検出された回路配置を変更して回路の不良発生危険度を減少させる配置修正モジュール174とを備える。
Further, the
更に、変更モジュール17は、基本回路の信号遅延特性に含まれる信号遅延時間及びその信号遅延時間の発生確率を用いて、複数の基本回路を含む信号経路の信号遅延時間及びその信号遅延時間の発生確率を含む信号経路の信号遅延特性を算出する経路遅延算出モジュール175と、信号経路の信号遅延時間が許容条件を満足するか否かを判定する経路判定モジュール176と、信号経路の信号遅延時間が許容条件を満足しない場合に、信号経路に含まれる基本回路を遅延ばらつきが小さい回路で置き換える経路修正モジュール177とを備える。
Further, the
図1に示したように、CPU10は、論理合成モジュール18及び配置モジュール19を更に備える。論理合成モジュール18は、LSIの論理動作を規定するレジスタ転送レベル記述(RTL記述)を用いて論理合成を行い、LSIの回路接続情報を作成する。配置モジュール19は、図2(d)に示すように、セル配置モジュール191及び配線配置モジュール192を備える。セル配置モジュール191は、回路接続情報に基づいてセルを配置してLSIのレイアウト情報を作成する。配線配置モジュール192は、回路接続情報に基づいて配線を配置してLSIのレイアウト情報を作成する。
As shown in FIG. 1, the
更に、図1に示した設計ユニット1は、遅延特性ライブラリ301、危険度ライブラリ302、セルライブラリ303及び危険配線ライブラリ304を備える。遅延特性ライブラリ301は、複数のセルの遅延特性テーブルを格納する。危険度ライブラリ302は、セル及び配線の不良発生危険度を格納する。セルライブラリ303は、設計対象のLSIに使用可能な複数のセルを格納する。危険配線ライブラリ304は、配線の危険パターンを格納する。
Furthermore, the
又、図1に示した設計ユニット1は、入力装置40、出力装置50及び記憶装置200を備える。入力装置40はキーボード、マウス、ライトペン又はフレキシブルディスク装置等で構成される。入力装置40よりLSI設計者は、LSIのRTL記述を指定したり、許容値を設定したりできる。更に、入力装置40より出力データの形態等を設定することも可能で、又、LSI設計の実行や中止等の指示の入力も可能である。
The
又、出力装置50としては、設計結果を表示するディスプレイやプリンタ、或いはコンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存する記録装置等が使用可能である。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等の電子データを記録することができるような媒体等を意味する。具体的には、フレキシブルディスク、CD−ROM、MOディスク等が「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」に含まれる。
As the
記憶装置200は、測定結果記憶領域201、設計パターン情報記憶領域202、製造ばらつき情報記憶領域203、システマティックばらつき記憶領域204、パラメータ記憶領域205、解析パターン形状記憶領域206、遅延特性記憶領域207、RTL記述記憶領域208、許容条件記憶領域209、回路接続情報記憶領域210、経路遅延記憶領域211、レイアウト情報記憶領域212、及び危険度記憶領域213を含む。
The
測定結果記憶領域201は、基本パターン形状の測定結果を格納する。設計パターン情報記憶領域202は、基本回路に関する設計パターンの形状情報を格納する。製造ばらつき情報記憶領域203は、基本パターン形状の製造ばらつき情報を格納する。システマティックばらつき記憶領域204は、製造ばらつき情報から抽出されるシステマティックばらつきを格納する。パラメータ記憶領域205は、パラメータ設定モジュール13によって設定されるばらつきパラメータを格納する。解析パターン形状記憶領域206は、プロセスシミュレーションによって取得される解析パターン形状の情報を格納する。遅延特性記憶領域207は、セルの信号遅延特性を格納する。RTL記述記憶領域208は、設計対象のLSIのRTL記述を格納する。許容条件記憶領域209は、LSIに適用される許容条件を格納する。回路接続情報記憶領域210は、論理合成によって作成される回路接続情報を格納する。回路接続情報は、設計対象のLSIに使用される複数のセルの接続情報を含む。経路遅延記憶領域211は、信号経路の信号遅延特性を格納する。レイアウト情報記憶領域212は、LSIのレイアウト情報を格納する。レイアウト情報は、LSIに使用されるセル及びセル間を接続する配線の配置情報を含む。危険度記憶領域213は、危険度算出モジュール16によって算出される不良発生危険度を格納する。
The measurement
図3に、ゲート電極101、p型拡散領域102及びn型拡散領域103を備える基本パターンの例を示す。ゲート電極101は、p型拡散領域102及びn型拡散領域103の長手方向に延伸する中心ストライプと、中心ストライプに横架する複数の梁部からなるフィッシュボーン構造である。図3に示した基本パターンでは、チャネル長であるp型拡散領域102上に配置されたゲート電極101の梁部の幅がL、p型拡散領域102とn型拡散領域103間に配置されたゲート電極101の中心ストライプとp型拡散領域102との距離がSである。
FIG. 3 shows an example of a basic pattern including the
図3の領域Aにおけるゲート電極101を拡大した図を図4に示す。図4に実線で示したゲート電極部A1は、最適な製造条件であるセンター条件でゲート電極101が形成された例である。ここで、製造条件の例として、フォトリソグラフィ工程における露光装置のフォーカス値Fとの関係で定まる光量Vの条件について述べる。フォーカス値F及び光量Vは、ゲート電極101形成時にエッチングマスクとして使用されるフォトレジスト膜の露光条件におけるフォーカス値及び光量である。図5に示すように、フォトリソグラフィ工程において許容されるフォーカス値の中心と許容される光量Vの中心が一致した場合が、センター条件である。図4に破線で示したゲート電極部A2は、ゲート電極部A1形成時と同一のフォーカス値Fで、最適条件より光量が多いオーバー条件でゲート電極101が形成された例である。図4に一点鎖線で示したゲート電極部A3は、ゲート電極部A1形成時と同一のフォーカス値Fで、最適条件より光量が少ないアンダー条件でゲート電極101が形成された例である。図4に示したように、ゲート電極部A2はゲート電極部A1より幅が広く、ゲート電極部A3はゲート電極部A1より幅が狭い。つまり、許容された範囲内の製造条件のバラツキによって、チャネル長Lが変動する。その結果、LSIの特性が変動する。
FIG. 4 shows an enlarged view of the
以上に説明したように、製造条件が許容範囲であっても、製造されるパターンの形状に、LSIの特性や歩留りに影響を及ぼす製造ばらつきが発生する。上記製造ばらつきは製造上再現性のあるシステマティックばらつきである。 As described above, even if the manufacturing conditions are within an allowable range, manufacturing variations that affect the characteristics and yield of the LSI occur in the shape of the pattern to be manufactured. The manufacturing variation is a systematic variation that is reproducible in manufacturing.
システマティックばらつきは、基本パターンの形状に依存する。例えば、図6に示すように、ゲート電極101の梁部と中心ストライプとの接続部が近いほど、光近接効果の影響等のために一般に梁部の幅は広くなる。その結果、距離Sの値が小さいほど、チャネル長LのばらつきΔLが大きい。図7は、システマティックばらつきの例を示す。図7は、図6に示した距離Sを60nmから100nmに設定した場合の、チャネル長LのばらつきΔLの例を示す。ここで、ばらつきΔLは、製造されたトランジスタのチャネル長Lの、設計値に対する比である。図7に示した距離SとばらつきΔLの関係が再現性よく成立するため、ばらつきΔLはシステマティックばらつきである。距離Sを設計基準値より広くしてセルを設計することによって、ばらつきΔLが抑制される場合がある。例えば、距離Sの設計基準値が60μmの場合に、距離Sを80μmにしてセルを設計することによって、ばらつきΔLが30%から10%に減少する。
The systematic variation depends on the shape of the basic pattern. For example, as shown in FIG. 6, the closer the connecting portion between the beam portion of the
抽出モジュール12は、製造工程毎に製造ばらつきをシステマティックばらつきとランダムばらつきに分類し、製造ばらつきの情報からシステマティックばらつきの情報を抽出する。「ランダムばらつき」とは、製造ばらつきのうち再現性がないばらつき成分である。具体的には、抽出モジュール12は製造ばらつき情報を分析し、製造上で再現性のあるばらつきの情報をシステマティックばらつき情報として製造ばらつき情報から抽出する。ここで製造工程は、例えば露光工程、エッチング工程、化学的機械的研磨(CMP)工程等、LSIを製造するための一連の工程である。
The
製造ばらつきの情報からシステマティックばらつきの情報を抽出する方法の例を以下に説明する。システマティックばらつきはパターン形状に依存するパターンの偏りであり、ランダムばらつきのようなガウス分布にならない特定の傾向のある分布を示す。システマティックばらつきの例を、図8(a)、及び図8(b)を参照して説明する。図8(a)は、ゲート電極間距離S1で配列されたチャネル長L0のゲート電極ga1〜ga5からなるパターンを示す。図8(b)は、ゲート電極間距離S2で配列されたチャネル長L0のゲート電極gb1〜gb5からなるパターンを示す。図8(a)及び図8(b)に示したパターンをウェハ上に形成した例を、図9(a)及び図9(b)にそれぞれ示す。図9(a)及び図9(b)に示すように、形成されたゲート電極ga3のチャネル長はチャネル長L1であり、ゲート電極gb3のチャネル長はチャネル長L2である。つまり、形成後のチャネル長Lは、ゲート電極間距離Sに応じて変化する。 An example of a method for extracting systematic variation information from manufacturing variation information will be described below. The systematic variation is a pattern bias depending on the pattern shape, and shows a distribution having a specific tendency that does not become a Gaussian distribution like a random variation. An example of systematic variation will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b). FIG. 8A shows a pattern composed of the gate electrodes g a1 to g a5 having the channel length L0 arranged at the gate electrode distance S1. FIG. 8B shows a pattern composed of gate electrodes g b1 to g b5 having a channel length L0 arranged at a distance S2 between the gate electrodes. Examples of forming the patterns shown in FIGS. 8A and 8B on the wafer are shown in FIGS. 9A and 9B, respectively. As shown in FIGS. 9A and 9B, the channel length of the formed gate electrode g a3 is the channel length L1, and the channel length of the gate electrode g b3 is the channel length L2. That is, the channel length L after the formation changes according to the distance S between the gate electrodes.
図10(a)及び図10(b)に、チャネル長L1の発生確率PS1の分布及びチャネル長L2の発生確率PS2の分布をそれぞれ実線で示す。図10(a)及び図10(b)に破線で示した分布は、周囲に他のパターンのない孤立した単独パターンとしてゲート電極ga3及びゲート電極gb3を形成した場合の、チャネル長の発生確率の分布である。図10(a)及び図10(b)に示すように、ゲート電極間距離Sが狭いほど、チャネル長の発生確率の分布と単独パターンの発生確率の分布との隔たりが大きい。 10A and 10B, the distribution of the occurrence probability P S1 of the channel length L1 and the distribution of the occurrence probability P S2 of the channel length L2 are shown by solid lines, respectively. 10A and 10B show the distribution of the channel length when the gate electrode g a3 and the gate electrode g b3 are formed as isolated single patterns without other patterns around them. Probability distribution. As shown in FIG. 10A and FIG. 10B, the smaller the distance S between the gate electrodes, the greater the difference between the distribution of the generation probability of the channel length and the distribution of the generation probability of the single pattern.
ゲート電極間距離Sをパラメータとして、チャネル長の分布は多項式関数で近似される。チャネル長のばらつき分布等の製造ばらつきの分布を多項式関数で近似する方法は、例えば応答局面法や平均値の分布の近似法等が採用可能である。多項式関数を得るためのデータは、テストエレメントグループ(TEG)の測定結果、或いは過去に製造したロットの測定結果から得られる。ここで、製造ばらつきの分布のうち、上記の多項式関数にフィッティング可能な部分をシステマティックばらつき起因の偏りと定義する。又、製造ばらつきの分布のうちシステマティックばらつき起因の偏り以外の部分をランダムばらつきの分布(ランダム分布)と定義する。つまり、ランダム分布はゲート電極間距離Sに依存しないばらつきの分布である。製造ばらつき全体のばらつきは、システマティックばらつきとランダムばらつきの和である。図11に、チャネル長L1の発生確率PS1の分布及びチャネル長L2の発生確率PS2の分布と、ゲート電極間距離Sをパラメータとしたチャネル長の分布の多項式関数の曲線FLを重ねて示したグラフを示す。図11において、発生確率PS1の分布及び発生確率PS2の分布と多項式関数の曲線FLの重なった部分がシステマティックばらつき起因の偏りあり、重ならない部分がランダムばらつきである。 The channel length distribution is approximated by a polynomial function using the distance S between the gate electrodes as a parameter. As a method of approximating the manufacturing variation distribution such as the channel length variation distribution by a polynomial function, for example, a response phase method, an average value distribution approximation method, or the like can be adopted. Data for obtaining the polynomial function is obtained from the measurement result of the test element group (TEG) or the measurement result of a lot manufactured in the past. Here, in the distribution of manufacturing variation, a portion that can be fitted to the above polynomial function is defined as a bias due to systematic variation. Further, a portion of the manufacturing variation distribution other than the bias due to the systematic variation is defined as a random variation distribution (random distribution). That is, the random distribution is a variation distribution that does not depend on the distance S between the gate electrodes. The overall manufacturing variation is the sum of the systematic variation and the random variation. FIG. 11 shows the distribution of the occurrence probability P S1 of the channel length L1 and the distribution of the occurrence probability P S2 of the channel length L2, and the curve FL of the polynomial function of the channel length distribution with the distance S between the gate electrodes as a parameter. The graph is shown. In FIG. 11, the portion where the distribution of the occurrence probability P S1 and the distribution of the occurrence probability P S2 and the curve FL of the polynomial function overlap is biased due to systematic variation, and the portion not overlapping is random variation.
ゲート電極間距離S以外にも製造ばらつきの要因は複数あり、上記のチャネル長を用いて説明した例は、多項式関数のパラメータがゲート電極間距離Sのみの簡単な例である。実際には、パターン形状に依存するばらつきの大きさに影響を及ぼすパラメータは多数存在する。複数のパラメータから製造ばらつきに影響を与える主要なパラメータを抽出して、上記に説明した方法によって、製造ばらつきの情報からシステマティックばらつきの情報を抽出できる。複数のパラメータを含む多項式関数を用いて、システマティックばらつきを製造ばらつきから抽出してもよい。 In addition to the gate electrode distance S, there are a number of factors causing manufacturing variations, and the example described using the above channel length is a simple example in which the polynomial function parameter is only the gate electrode distance S. Actually, there are many parameters that affect the magnitude of variation depending on the pattern shape. By extracting the main parameters that affect the manufacturing variation from a plurality of parameters, the systematic variation information can be extracted from the manufacturing variation information by the method described above. Systematic variation may be extracted from manufacturing variation using a polynomial function including a plurality of parameters.
抽出されるシステマティックばらつき情報の例を、図12に示す。図12は、図3に示したチャネル長Lの発生確率PLの分布を示すグラフである。発生確率PLは、図3に示した基本パターンを複数個形成した場合の、チャネル長Lの発生確率として取得される。 An example of the extracted systematic variation information is shown in FIG. FIG. 12 is a graph showing the distribution of the occurrence probability PL of the channel length L shown in FIG. The occurrence probability PL is acquired as the occurrence probability of the channel length L when a plurality of basic patterns shown in FIG. 3 are formed.
パラメータ設定モジュール13は、基本パターンのシステマティックばらつき情報を用いて、プロセスシミュレーション用のばらつきパラメータを設定する。「ばらつきパラメータ」は、システマティックばらつきの分布にプロセスシミュレーション結果をフィッティングして設定される、プロセスシミュレータ用のパラメータである。パラメータ設定モジュール13は、基本パターンの測定結果から抽出されたシステマティックばらつきに、製造工程毎の各プロセスシミュレーション結果の合成結果をフィッティングさせて、基本パターンのプロセスシミュレーション用モデルを作成する。システマティックばらつきにフィッティングするプロセスシミュレーション用モデルを作成することによって、各プロセスシミュレータのパラメータとして、ばらつきパラメータが設定される。
The
図13(a)〜図13(c)に製造工程毎のプロセスシミュレーション結果の例を示す。例えば、図13(a)〜図13(c)は、露光シミュレーション、フォーカスシミュレーション、エッチングシミュレーションの3種類のプロセスシミュレーションによってそれぞれ算出されたチャネル長Lの発生確率P1、P2、P3の分布を示す。図14に、図13(a)〜図13(c)に示したプロセスシミュレーション結果を合成して得られる曲線SLを、図12に示した測定値から得られた発生確率PLにフィッティングさせた例を示す。図14に示した黒丸は、図12に示した発生確率PLである。以上では、3種類のプロセスシミュレーション結果を合成する例を説明したが、合成するプロセスシミュレーション結果が3種類に限られないのは勿論である。 FIG. 13A to FIG. 13C show examples of process simulation results for each manufacturing process. For example, FIGS. 13A to 13C show distributions of occurrence probabilities P1, P2, and P3 of the channel length L calculated by three types of process simulations of exposure simulation, focus simulation, and etching simulation, respectively. FIG. 14 shows an example in which the curve SL obtained by synthesizing the process simulation results shown in FIGS. 13A to 13C is fitted to the occurrence probability PL obtained from the measured values shown in FIG. Indicates. The black circles shown in FIG. 14 are the occurrence probabilities PL shown in FIG. In the above, an example of synthesizing three types of process simulation results has been described, but it goes without saying that the process simulation results to be synthesized are not limited to three types.
解析パターン取得モジュール14は、ばらつきパラメータを適用したプロセスシミュレーションを実行して、セルの解析パターン形状を取得する。つまり解析パターン形状は、システマティックばらつきが生じる製造工程によって製造されるセルのパターン形状として、プロセスシミュレーションによって算出される。以下では、セルの解析パターン形状として、セルに含まれるトランジスタのゲート電極の解析パターン形状を取得する場合を例示的に説明する。 The analysis pattern acquisition module 14 executes a process simulation to which the variation parameter is applied, and acquires the analysis pattern shape of the cell. That is, the analysis pattern shape is calculated by process simulation as a pattern shape of a cell manufactured by a manufacturing process in which systematic variations occur. Hereinafter, a case where an analysis pattern shape of a gate electrode of a transistor included in a cell is acquired as an analysis pattern shape of the cell will be described as an example.
図15に、ゲート電極g1〜g7のみをそれぞれ図示したトランジスタT1〜T7を含むセルを示す。図15において、V1は電源線、V2はGND線である。図15に示した領域Bの拡大図を図16に示す。図16に実線で示したゲート電極部B1は、センター条件でゲート電極g7が形成された場合のプロセスシミュレーション結果である。図16に破線で示したゲート電極部B2は、オーバー条件でゲート電極g7が形成された場合のプロセスシミュレーション結果である。図16に一点鎖線で示したゲート電極部B3は、アンダー条件でゲート電極g7が形成された場合のプロセスシミュレーション結果である。 FIG. 15 shows a cell including transistors T1 to T7 in which only the gate electrodes g1 to g7 are illustrated. In FIG. 15, V1 is a power supply line, and V2 is a GND line. An enlarged view of region B shown in FIG. 15 is shown in FIG. A gate electrode portion B1 shown by a solid line in FIG. 16 is a process simulation result when the gate electrode g7 is formed under the center condition. A gate electrode portion B2 indicated by a broken line in FIG. 16 is a process simulation result when the gate electrode g7 is formed under an over condition. A gate electrode part B3 indicated by a one-dot chain line in FIG. 16 is a process simulation result when the gate electrode g7 is formed under an under condition.
解析パターン取得モジュール14が、ばらつきパラメータを用いて図15に示したセルのプロセスシミュレーションを実行することにより、ゲート電極g1〜g7の解析パターン形状が取得される。図17に、ばらつきパラメータを用いたプロセスシミュレーションにより算出されたゲート電極g7のチャネル長L7の発生確率PLの分布を示す。 The analysis pattern acquisition module 14 executes the process simulation of the cell shown in FIG. 15 using the variation parameter, thereby acquiring the analysis pattern shapes of the gate electrodes g1 to g7. FIG. 17 shows the distribution of the occurrence probability PL of the channel length L7 of the gate electrode g7 calculated by the process simulation using the variation parameter.
次に、隣接して配置されたセルを考慮して、セルの解析パターン形状を取得する方法について説明する。図18に、セルC1〜C5が配置された例を示す。セルC1〜C5を含め、以下の説明においてセルはすべて矩形領域で定義されるとする。解析パターン形状を取得する対象セルをセルC1とする。セルC1の左側にセルC2、右側にセルC3、上側にセルC4、下側にセルC5が配置されている。図18に示すように、セルC1からセルC2〜C5までの距離は、それぞれ距離DIS12〜DIS15である。セルC1に含まれる回路素子に、セルC2〜C5内の回路素子のパターン形状に依存するシステマティックばらつきが生じる。例えば、セルC2〜C5に含まれるトランジスタのゲート電極ピッチよって、対象セルC1に含まれるトランジスタのゲート電極に生じるシステマティックばらつきの大きさが変動する。 Next, a method for acquiring the analysis pattern shape of a cell in consideration of adjacent cells will be described. FIG. 18 shows an example in which cells C1 to C5 are arranged. In the following description including the cells C1 to C5, it is assumed that all the cells are defined by a rectangular area. The target cell from which the analysis pattern shape is acquired is designated as cell C1. A cell C2 is arranged on the left side of the cell C1, a cell C3 on the right side, a cell C4 on the upper side, and a cell C5 on the lower side. As shown in FIG. 18, the distance from the cell C1 to the cell C2~C5 is the distance DIS 12 ~DIS 15 respectively. A systematic variation depending on the pattern shape of the circuit elements in the cells C2 to C5 occurs in the circuit elements included in the cell C1. For example, the magnitude of systematic variation occurring in the gate electrode of the transistor included in the target cell C1 varies depending on the gate electrode pitch of the transistors included in the cells C2 to C5.
セルC2〜C5の影響により対象セルC1に生じるシステマティックばらつきの大きさは、距離DIS12〜DIS15に依存する。そのため、距離DIS12〜DIS15を変化させてプロセスシミュレーションを実行し、対象セルC1に含まれるゲート電極の解析パターン形状を取得する。つまり、解析パターン取得モジュール14は、距離DIS12〜DIS15をパラメータとして含むプロセスシミュレーションを実行し、対象セルC1が有するゲート電極の解析パターン形状を取得する。解析パターン取得モジュール14は、対象セルC1に含まれるすべてのゲート電極について解析パターン形状を取得する。 The size of the systematic variation occurring in the target cell C1 by the effect of cell C2~C5 depends on the distance DIS 12 ~DIS 15. Therefore, the distance DIS 12 ~DIS 15 by changing the running process simulation, to obtain the diffraction pattern shape of the gate electrode included in the target cell C1. That is, the analysis pattern acquisition module 14 executes a process simulation including the distances DIS 12 to DIS 15 as parameters, and acquires the analysis pattern shape of the gate electrode included in the target cell C1. The analysis pattern acquisition module 14 acquires analysis pattern shapes for all the gate electrodes included in the target cell C1.
離散確率算出モジュール153は、例えば図17に示したチャネル長L7の発生確率PLをチャネル長L7の代表寸法L71〜L73の発生確率PL1〜PL3で近似して、離散確率PLdを算出する。算出された離散確率PLdを図19に示す。代表寸法L71は、センター条件でゲート電極g7が形成された場合のチャネル長L7を含むように選択される。以下において、センター条件で形成された形状パターンを「センター形状」という。代表寸法L72は、オーバー条件でゲート電極g7が形成された場合のチャネル長L7を含むように選択される。以下において、オーバー条件で形成された形状パターンを「オーバー形状」という。代表寸法L73は、アンダー条件でゲート電極g7が形成された場合のチャネル長L7を含むように選択される。以下において、アンダー条件で形成された形状パターンを「アンダー形状」という。更に、プロセスシミュレーションにより算出されたチャネル長L7の大部分、例えば99.7%が含まれるように、代表寸法L71〜L73は選択される。ゲート電極g1〜g6のチャネル長L1〜L6の代表寸法も同様にして選択される。上記では、3つの代表寸法L71〜L73が選択される例を説明したが、代表寸法は2つ以上であればよい。
The discrete
遅延時間算出モジュール151は、セルに含まれる各素子の形状ばらつきを考慮して、セルの信号遅延時間を回路シミュレーションによって算出する。「セルの信号遅延時間」とは、セルに入力信号が入力してから出力信号が出力されるまでの時間である。例えば、図15に示したセルにおいて、入力した信号がゲート電極g1〜g7をそれぞれ有するトランジスタT1〜T7をすべて経由して出力される場合、トランジスタT1〜T7のゲート電極g1〜g7の代表寸法のすべての組み合わせについて、セルの信号遅延時間がそれぞれ算出される。図20に、遅延時間算出モジュール151によって算出されたセルの信号遅延時間の例を示す。図20は、ゲート電極g7のチャネル長L7の形状がオーバー形状、ゲート電極g1〜g6のチャネル長L1〜L6の形状がそれぞれセンター形状の場合に、セルの信号遅延時間が遅延時間tdであることを示す。ここで、遅延時間tdは、トランジスタT1〜T7をすべて経由する信号経路の遅延時間である。又、信号遅延時間の発生確率は、各トランジスタの形状の発生確率の積である。つまり、図20に示した発生確率Ptdは、トランジスタT1〜T6のチャネル長の形状がセンター形状である確率PT11〜確率PT61、及びトランジスタT7のチャネル長の形状がオーバー形状である確率PT72の積である。
The delay
以上に説明したように、セルに含まれるトランジスタ毎にセンター形状、オーバー形状、アンダー形状を仮定してセルの信号遅延時間が算出される。そのため、セルに含まれるトランジスタ数がn個の場合、遅延時間算出モジュール151が算出するセルの信号遅延時間は3n通りになる。算出される信号遅延時間の最大値と最小値の差が大きいほど、遅延ばらつきが大きいセルである。ただし、一定値以上の発生確率を有する信号遅延時間の最大値と最小値の差を遅延ばらつきとしてもよい。
As described above, the cell signal delay time is calculated assuming a center shape, an over shape, and an under shape for each transistor included in the cell. Therefore, if the number of transistors included in the cell of n, the signal delay time of the cell delay
又、複数の入力端子を有するセルの場合、各入力端子から出力端子までの経路におけるセルの信号遅延時間が算出される。例えば、図21に示すように入力端子I1、I2、及び出力端子Zを有するセルCXの場合は、入力端子I1から出力端子Zまでの経路におけるセルの信号遅延時間と、入力端子I2から出力端子Zまでの経路におけるセルの信号遅延時間がそれぞれ算出される。尚、セルCXの入力端子I1、I2に入力する入力信号の立ち上がり時間がtsとする。 In the case of a cell having a plurality of input terminals, the signal delay time of the cell in the path from each input terminal to the output terminal is calculated. For example, as shown in FIG. 21, in the case of the cell C X having the input terminals I1, I2 and the output terminal Z, the signal delay time of the cell in the path from the input terminal I1 to the output terminal Z and the output from the input terminal I2 The signal delay time of the cell in the path to the terminal Z is calculated. It is assumed that the rising time of the input signal input to the input terminals I1 and I2 of the cell C X is ts.
セルの信号遅延時間に対する影響が大きいトランジスタを選択し、選択したトランジスタの形状のみを考慮してセルの信号遅延時間を算出してもよい。例えば、図21に示したセルCXにおいて、出力負荷を駆動する出力トランジスタの形状をセンター形状、オーバー形状、及びアンダー形状とした場合それぞれについて、出力トランジスタ以外のトランジスタの形状がセンター形状である場合のセルの信号遅延時間を算出する。形状を考慮するトランジスタを選択することにより、遅延時間算出モジュール151が算出するセルの信号遅延時間の数を削減できる。
A transistor having a large influence on the cell signal delay time may be selected, and the cell signal delay time may be calculated in consideration of only the shape of the selected transistor. For example, in the cell C X shown in FIG. 21, when the shape of the output transistor that drives the output load is the center shape, the over shape, and the under shape, the shape of the transistors other than the output transistor is the center shape. The signal delay time of each cell is calculated. By selecting a transistor that takes the shape into account, the number of cell signal delay times calculated by the delay
次に、テーブル作成モジュール152が、遅延特性テーブルを作成する方法を説明する。以下では、図21に示したセルCXの入力端子I1から出力端子Zまでの信号遅延時間tzについて遅延特性テーブルを作成する場合を例示的に説明する。
Next, a method in which the
既に述べたように、セルの信号遅延時間の発生確率は、セルに含まれる各基本パターンの形状の発生確率の積として算出される。図22に、セルCXの信号遅延時間tzの発生確率の分布の例を示す。図22に示したセルCXの信号遅延時間tzの発生確率は、図20を参照して説明した方法と同様にして、セルCXに含まれるトランジスタのチャネル長Lのシステマティックばらつきに基づき算出される。離散確率算出モジュール153が、図22に示した信号遅延時間tzの発生確率の分布に基づき、信号遅延時間tzの代表遅延値tZ1〜tZ3の発生確率PZ1〜PZ3で近似された離散確率を算出する。算出された離散確率を図23に示す。代表遅延値tZ1〜tZ3は、信号遅延時間tzの大部分、例えば信号遅延時間tzの99.7%が含まれるように選択される。
As already described, the occurrence probability of the signal delay time of the cell is calculated as a product of the occurrence probabilities of the shapes of the basic patterns included in the cell. FIG. 22 shows an example of the distribution of occurrence probabilities of the signal delay time tz of the cell C X. The occurrence probability of the signal delay time tz of the cell C X shown in FIG. 22 is calculated based on the systematic variation of the channel length L of the transistors included in the cell C X in the same manner as the method described with reference to FIG. The The discrete
テーブル作成モジュール152は、離散確率に近似したセルCXの信号遅延時間及び信号遅延時間の発生確率を含む信号遅延特性Dを作成する。信号遅延特性Dは、以下の式(1)で表される:
D={(TD1、P1)、(TD2、P2)、(TD3、P3)} ・・・(1)
式(1)において、TD1〜TD3は、離散確率を算出する際に代表遅延値として使用された信号遅延時間であり、P1〜P3は、信号遅延時間TD1〜TD3の発生確率である。
The
D = {(TD1, P1), (TD2, P2), (TD3, P3)} (1)
In Expression (1), TD1 to TD3 are signal delay times used as representative delay values when calculating discrete probabilities, and P1 to P3 are occurrence probabilities of signal delay times TD1 to TD3.
一般に、セルの信号遅延時間は、セルCXの入力端子I1に入力する入力信号及び出力端子Zに接続する出力負荷の特性に依存する。例えば、信号遅延時間tzは、入力信号の立ち上がり時間ts及び出力負荷の容量値Yに依存して変動する。テーブル作成モジュール152は、立ち上がり時間ts及び容量値Yの組み合わせ毎に定まる信号遅延特性Dを含む遅延特性テーブルを作成する。図24に、遅延特性テーブルの例を示す。図24は、立ち上がり時間tsを0.01[ns]〜1.0[ns]、容量値Yを1[fF]〜100[fF]に変化させた場合の各信号遅延特性を示す。例えば、立ち上がり時間tsが0.1[ns]、容量値Yが50[fF]である場合は、信号遅延特性D23である。信号遅延特性D23は、以下の式(2)で表される:
D23={(TD123、P123)、(TD223、P223)、(TD323、P323)} ・・(2)
TD123、TD223及びTD323は、代表遅延値として使用された信号遅延時間であり、P123、P223及びP323は、それぞれ信号遅延時間TD123、TD223及びTD323の発生確率である。立ち上がり時間tsが0.1[ns]、容量値Yが50[fF]である場合の、発生確率を考慮した信号遅延時間m23は、式(3)によって算出される:
m23=TD123×P123+TD223×P223+TD323×P323 ・・・(3)
図24は、入力信号の立ち上がり時間ts及び出力負荷の容量値Yと、信号遅延時間tz及び信号遅延時間tzの発生確率を含む信号遅延特性Dとの関係を示す遅延特性テーブルである。立ち上がり時間ts及び出力負荷の容量値Y以外の、信号遅延時間tz及び信号遅延時間tzの発生確率に影響を及ぼす要因を考慮して遅延特性テーブルを作成してもよいことは勿論である。尚、遅延特性テーブルの作成に使用される入力信号及び出力負荷の特性は、例えばテーブル作成モジュール152に内蔵される。或いは、記憶装置200に格納された入力信号及び出力負荷の特性を、遅延特性テーブルを作成する際にテーブル作成モジュール152が参照してもよい。
In general, the signal delay time of the cell depends on the characteristics of the input signal input to the input terminal I1 of the cell CX and the output load connected to the output terminal Z. For example, the signal delay time tz varies depending on the rise time ts of the input signal and the capacitance value Y of the output load. The
D 23 = {(TD1 23 , P1 23 ), (TD2 23 , P2 23 ), (TD3 23 , P3 23 )} (2)
TD1 23 , TD2 23 and TD3 23 are signal delay times used as representative delay values, and P1 23 , P2 23 and P323 are the occurrence probabilities of the signal delay times TD1 23 , TD2 23 and TD3 23 , respectively. When the rise time ts is 0.1 [ns] and the capacitance value Y is 50 [fF], the signal delay time m 23 in consideration of the occurrence probability is calculated by the equation (3):
m 23 = TD1 23 × P1 23 + TD2 23 × P2 23 + TD3 23 × P3 23 (3)
FIG. 24 is a delay characteristic table showing the relationship between the rise time ts of the input signal and the capacitance value Y of the output load, and the signal delay characteristic D including the occurrence probability of the signal delay time tz and the signal delay time tz. Of course, the delay characteristic table may be created in consideration of factors that affect the occurrence probability of the signal delay time tz and the signal delay time tz other than the rise time ts and the capacitance value Y of the output load. Note that the characteristics of the input signal and the output load used for creating the delay characteristic table are incorporated in the
以上の説明では、チャネル長Lのシステマティックばらつきを考慮して遅延特性テーブルを作成する例を示した。チャネル長L以外の基本パターンのシステマティックばらつきを考慮して遅延特性テーブルを作成してもよい。例えば、トランジスタのゲート幅WのばらつきΔWを考慮して遅延特性テーブルを作成してもよい。図25に、プロセスシミュレーションにより算出された、図15に示したゲート電極g7のゲート幅Wの発生確率PWの分布を示す。又、図26に、図25に示した発生確率PWをゲート幅の代表寸法W1〜W3の発生確率PW1〜PW3で近似して得られる離散確率PWdの例を示す。代表寸法W1〜W3は、代表寸法L71〜L73と同様にして、ゲート幅Wの分布の大部分、例えば99.7%が含まれるように選択される。 In the above description, an example in which the delay characteristic table is created in consideration of the systematic variation of the channel length L has been shown. The delay characteristic table may be created in consideration of systematic variations of basic patterns other than the channel length L. For example, the delay characteristic table may be created in consideration of the variation ΔW in the gate width W of the transistor. FIG. 25 shows the distribution of the occurrence probability PW of the gate width W of the gate electrode g7 shown in FIG. 15 calculated by the process simulation. FIG. 26 shows an example of the discrete probability PWd obtained by approximating the occurrence probability PW shown in FIG. 25 with the occurrence probabilities P W1 to P W3 of the representative dimensions W1 to W3 of the gate width. The representative dimensions W1 to W3 are selected so as to include most of the distribution of the gate width W, for example, 99.7%, similarly to the representative dimensions L71 to L73.
既に述べたように、遅延時間算出モジュール151は、図15に示したセルについて、トランジスタT1〜T7のゲート電極g1〜g7の代表寸法のすべての組み合わせについて、信号遅延時間を算出する。チャネル長LのばらつきΔL及びゲート幅WのばらつきΔWを考慮する場合には、チャネル長Lとゲート幅Wの代表寸法のすべての組み合わせについて信号遅延時間が算出される。
As already described, the delay
図27に、遅延時間算出モジュール151によって算出された図15に示したセルの信号遅延時間の例を示す。図27は、ゲート電極g7のチャネル長及びゲート幅の形状がオーバー形状、ゲート電極g1〜g6のチャネル長の形状がオーバー形状、ゲート電極g1〜g6のゲート幅の形状がセンター形状の場合に、セルにおける信号遅延時間が遅延時間teであることを示す。図27に示した信号遅延時間の発生確率は、各トランジスタの形状の発生確率の積である。つまり、図27に示した発生確率Pteは、トランジスタT1のチャネル長の形状がオーバー形状且つゲート幅の形状がセンター形状である確率PT121、トランジスタT2のチャネル長の形状がオーバー形状且つゲート幅の形状がセンター形状である確率PT221、トランジスタT3のチャネル長の形状がオーバー形状且つゲート幅の形状がセンター形状である確率PT321、トランジスタT4のチャネル長の形状がオーバー形状且つゲート幅の形状がセンター形状である確率PT421、トランジスタT5のチャネル長の形状がオーバー形状且つゲート幅の形状がセンター形状である確率PT521、トランジスタT6のチャネル長の形状がオーバー形状且つゲート幅の形状がセンター形状である確率PT621、及びトランジスタT7のチャネル長及びゲート幅の形状が共にオーバー形状である確率PT722の積である。
FIG. 27 shows an example of the signal delay time of the cell shown in FIG. 15 calculated by the delay
セルに含まれるトランジスタ数がn個の場合、遅延時間算出モジュール151が算出する信号遅延時間は32n通りになる。既に述べたように、セルにおける信号遅延時間に対する影響が大きいトランジスタのみを選択して信号遅延時間を算出することにより、遅延時間算出モジュール151が算出する信号遅延時間の数を削減できる。以上に説明した方法で算出された遅延特性テーブルは、遅延特性ライブラリ301に格納される。
When the number of transistors included in the cell is n, the signal delay time calculated by the delay
以下に、危険度算出モジュール16が、システマティックばらつきに起因する不良がLSIに発生する不良発生危険度を算出する方法を説明する。
Hereinafter, a method in which the risk
セル危険度算出モジュール161は、対象セルの設計パターンの形状と、ばらつきパラメータを適用したプロセスシミュレーションによって得られる対象セルの解析パターン形状とを比較して、システマティックばらつきに起因する不良が対象セルに発生する不良発生危険度を算出する。例えば、トランジスタのチャネル長の設計値に対する、ばらつきパラメータを適用したプロセスシミュレーションによって算出されるチャネル長の比として、対象セルに含まれる基本パターンの不良発生危険度が算出される。対象セルの不良発生危険度は、対象セルに含まれる基本パターンの不良発生危険度の和として算出される。
The cell
セル危険度算出モジュール161は、以下の式(4)を用いて対象セルの不良発生危険度DefCELLを算出する:
DefCELL=DefC+ΣDefP+ΣDefG ・・・(4)
式(4)で、「DefC」は、単独で配置された場合の対象セルの不良発生危険度である。「DefP」は、図18を参照して説明したように対象セルと隣接セル間の距離を変化させたプロセスシミュレーションを実行して算出される対象セルの不良発生危険度である。式(4)の項「ΣDefP」は、対象セルと対象セルに隣接する隣接セルのすべての組み合わせについてそれぞれ算出される不良発生危険度DefPの和を表す。「DefG」は、対象セル内の各配線グリッドに配線或いはビアが配置されると仮定してプロセスシミュレーションを実行した場合の、配線グリッド毎の不良発生危険度である。図28に、セル内の配線可能な配線グリッドに配線を配置した例を示す。図28では、セル内の配線グリッドに配置した配線H1〜H16にハッチングを付して示している。配線H1〜H16に配線を配置してばらつきパラメータを適用したプロセスシミュレーションを実行することにより、セル内の配線可能な配線グリッド毎に不良発生危険度DefGが算出される。式(4)の項「ΣDefG」は、対象セル内のすべての配線グリッドの不良発生危険度DefGの和を表す。式(4)で算出されるセルの不良発生危険度DefCELLは、セル毎に危険度ライブラリ302に格納される。
The cell risk
Def CELL = DefC + ΣDefP + ΣDefG ... (4)
In Expression (4), “DefC” is the risk of occurrence of a defect in the target cell when arranged alone. “DefP” is a defect occurrence risk of the target cell calculated by executing a process simulation in which the distance between the target cell and the adjacent cell is changed as described with reference to FIG. The term “ΣDefP” in Equation (4) represents the sum of the failure occurrence risk DefP calculated for all combinations of the target cell and the adjacent cells adjacent to the target cell. “DefG” is a defect occurrence risk for each wiring grid when a process simulation is executed on the assumption that wirings or vias are arranged in each wiring grid in the target cell. FIG. 28 shows an example in which wiring is arranged on a wiring grid that can be wired in a cell. In FIG. 28, the wirings H1 to H16 arranged on the wiring grid in the cell are hatched. By executing a process simulation in which the wiring parameters are arranged in the wirings H1 to H16 and the variation parameter is applied, the defect occurrence risk DefG is calculated for each wiring grid that can be wired in the cell. The term “ΣDefG” in Equation (4) represents the sum of the failure occurrence risk DefG of all the wiring grids in the target cell. The cell defect occurrence risk Def CELL calculated by Expression (4) is stored in the
セル間を電気的に接続する配線の不良発生危険度も、セルの不良発生危険度DefCELLと同様にして算出される。即ち、配線及びビアの基本パターンの測定結果から、配線及びビアについての製造ばらつき情報が取得される。配線及びビアの基本パターンについては後述する。製造ばらつき情報から抽出されるシステマティックばらつきにプロセスシミュレーション結果をフィッティングさせて、配線及びビアのプロセスシミュレーション用のばらつきパラメータが設定される。設定されたばらつきパラメータを用いたプロセスシミュレーションを実行して、配線及びビアの解析パターン形状が算出される。配線危険度算出モジュール162は、配線及びビアの設計パターンの形状とプロセスシミュレーションを実行して得られる解析パターン形状とを比較して、設計パターンの形状からの解析パターン形状の乖離度として配線の不良発生危険度を算出する。つまり、配線の不良発生危険度は、システマティックばらつきに起因する不良が配線に発生する危険度である。ここで、配線に発生する不良とは、例えばLSIの性能や歩留りに影響を及ぼすほどの配線抵抗や配線容量の変動を伴う、製造される配線形状の設計パターンからの変動を含む。
The failure occurrence risk of the wiring that electrically connects the cells is also calculated in the same manner as the failure occurrence risk Def CELL of the cell. That is, the manufacturing variation information about the wiring and via is obtained from the measurement result of the basic pattern of the wiring and via. The basic pattern of wiring and via will be described later. A process simulation result is fitted to systematic variations extracted from manufacturing variation information, and variation parameters for process simulation of wiring and vias are set. A process simulation using the set variation parameter is executed, and the analysis pattern shapes of the wiring and via are calculated. The wiring
図29(a)〜図29(d)に複数の配線を含む配線パターンの基本パターンの例を示す。図29(a)〜図29(d)において、測定対象の対象配線にハッチングを付している。図29(a)〜図29(d)に示したように、隣接する配線との距離、及び連続して配置される配線の本数等を変更した基本パターンが作成され、対象配線の製造ばらつき情報が取得される。基本パターンの配線ピッチや配線幅は、設計対象のLSIに適用される設計ルールに依存する。
図30(a)〜図30(d)に複数のビアを含む配線パターンの基本パターンの例を示す。図30(a)〜図30(d)では、ビアを四角、ビアが配置可能な配線グリッドを破線の交点として示し、測定対象の対象ビアが黒い四角で示される。図30(a)〜図30(d)に示したように、隣接して配置されるビアの位置及び個数等を変更した基本パターンが作成され、対象ビアの製造ばらつき情報が取得される。ビアが配置可能な配線グリッドは、設計対象のLSIに適用される設計ルールに依存する。
FIGS. 29A to 29D show examples of basic patterns of wiring patterns including a plurality of wirings. In FIG. 29A to FIG. 29D, the target wiring to be measured is hatched. As shown in FIGS. 29 (a) to 29 (d), a basic pattern is created in which the distance between adjacent wirings, the number of wirings continuously arranged, and the like are changed, and manufacturing variation information of the target wirings Is acquired. The wiring pitch and wiring width of the basic pattern depend on the design rule applied to the LSI to be designed.
30A to 30D show examples of basic patterns of wiring patterns including a plurality of vias. 30A to 30D, vias are shown as squares, wiring grids on which vias can be arranged are shown as intersections of broken lines, and target vias to be measured are shown as black squares. As shown in FIGS. 30A to 30D, a basic pattern in which the position and number of vias arranged adjacent to each other is changed is created, and manufacturing variation information of the target via is acquired. The wiring grid in which vias can be arranged depends on the design rule applied to the LSI to be designed.
配線危険度算出モジュール162は、任意の配線層における配線の不良発生危険度DefWIREを、式(5)を用いて算出する:
DefWIRE=ΣDefW+ΣDefV ・・・(5)
式(5)の項「ΣDefW」は、同一の配線層に配置されたすべての配線についてそれぞれ算出された不良発生危険度DefWの和を表す。項「ΣDefV」は、同一の配線層に配置されたすべてのビアについてそれぞれ算出された不良発生危険度DefVの和を表す。
The wiring risk
Def WIRE = ΣDefW + ΣDefV (5)
The term “ΣDefW” in Equation (5) represents the sum of the failure occurrence risk DefW calculated for all the wirings arranged in the same wiring layer. The term “ΣDefV” represents the sum of the failure occurrence risk DefV calculated for all the vias arranged in the same wiring layer.
図29(a)〜図29(d)及び図30(a)〜図30(d)に例示したように、配線及びビアが組み合わせて配置された配線パターン毎に配線の不良発生危険度DefW及びDefVは算出される。式(5)で算出される配線の不良発生危険度DefWIREは、配線パターン毎に危険度ライブラリ302に格納される。又、不良発生危険度DefW或いはDefVが一定値(例えば、0.001%)以上の配線を含むパターンは、「危険配線パターン」として危険配線ライブラリ304に格納される。
As illustrated in FIG. 29A to FIG. 29D and FIG. 30A to FIG. 30D, wiring defect occurrence risk DefW for each wiring pattern in which wirings and vias are arranged in combination. DefV is calculated. The wiring defect occurrence risk Def WIRE calculated by Expression (5) is stored in the
尚、対象配線の配線抵抗及び配線容量等を含む配線遅延情報が、配線パターン毎に遅延特性ライブラリ301に格納される。対象配線の配線遅延情報は近傍に配置される配線の影響を受ける。そのため、例えば隣接配線を考慮したRC補正係数が配線遅延情報として設定される。「RC補正係数」は、配線の配線抵抗及び配線容量を算出する場合に、隣接配線による影響を補正するために使用される係数である。以下に、図31(a)及び図31(b)に示した配線パターンを参照して、RC補正係数を設定する例を示す。図31(a)及び図31(b)において、配線トラックWT1〜WT7を破線で示し、配線にハッチングをかけている。図31(a)に示した配線パターンは、配線トラックWT1〜WT7のうち配線トラックWT4にRC補正係数を設定する着目配線が配置され、配線トラックWT1、WT3及びWT6に隣接配線が配置された例である。図31(b)に示した配線パターンは、配線トラックWT1〜WT7のうち、配線トラックWT4のみに着目配線が配置された例である。ここで、配線トラックのうち配線が配置された配線トラックに「1」、配線が配置されない配線トラックに「0」を割り当てて作成される配線パターン情報を考える。図31(a)の配線パターン情報は「1011010」であり、図31(b)の配線パターン情報は「0001000」である。すべての実施可能な配線パターン情報毎にRC補正係数を算出して、予め補正係数テーブルを作成する。補正係数テーブルに格納されるRC補正係数は、各配線パターンについて解析パターン形状を使用したシミュレーション等によって算出される。その結果、LSIに含まれる配線について、システマティックばらつきが考慮されたRC補正係数を設定できる。
Note that wiring delay information including the wiring resistance and wiring capacitance of the target wiring is stored in the delay
図32に、図31に示した配線パターンのRC補正係数の例を示す。図32に示すように、配線パターン情報「1011010」のRC補正係数が0.99780、配線パターン情報「0001000」のRC補正係数が1.00000である。尚、隣接する配線部分の長さも考慮してRC補正係数を設定する場合は、配線が通過する配線グリッドを「1」、配線が通過しない配線グリッドを「0」とする配線パターン情報を用いることにより、上記の方法と同様にして配線パターンのRC補正係数が設定可能である。 FIG. 32 shows an example of the RC correction coefficient of the wiring pattern shown in FIG. As shown in FIG. 32, the RC correction coefficient of the wiring pattern information “10101010” is 0.99780, and the RC correction coefficient of the wiring pattern information “0001000” is 1.00000. When setting the RC correction coefficient in consideration of the length of the adjacent wiring portion, use wiring pattern information in which the wiring grid through which the wiring passes is “1” and the wiring grid through which the wiring does not pass is “0”. Thus, the RC correction coefficient of the wiring pattern can be set in the same manner as described above.
レイアウト危険度算出モジュール163は、LSIのレイアウトに含まれるセル、配線及びビアの不良発生危険度を危険度ライブラリ302から抽出し、レイアウト全体の不良発生危険度Defallを算出する。不良発生危険度Defallは、セルの不良発生危険度DefCELLと配線の不良発生危険度DefWIREの和として、以下の式(6)を用いて算出される:
Defall=DefCELL+DefWIRE
=DefCELL+ΣDefW+ΣDefV ・・・(6)
レイアウト判定モジュール171は、設計対象のLSIのレイアウトの不良発生危険度Defallが許容条件を満足するか否かを判定する。具体的には、レイアウト判定モジュール171は、式(6)を用いて算出されたレイアウトの不良発生危険度Defallと所定のレイアウト許容値とを比較する。レイアウト許容値は、トランジスタ等の設計パターンの形状からの変動に起因するLSIの性能、歩留り等が許容範囲内であるように設定される。レイアウト許容値は、不良発生危険度Defallについて設定されてもよく、セルの不良発生危険度DefCELL或いは配線の不良発生危険度DefWIREについて設定されてもよい。又、不良発生危険度DefC、DefP、DefG、DefW及びDefV毎に設定されてもよい。
The layout risk
Def all = Def CELL + Def WIRE
= Def CELL + ΣDefW + ΣDefV (6)
The
レイアウト判定モジュール171は、不良発生危険度Defallの絶対値がレイアウト許容値以下である場合に不良発生危険度が許容条件を満足すると判定する。不良発生危険度Defallの絶対値がレイアウト許容値より大きい場合は、LSIの所望の性能、歩留りを達成するためにレイアウトを変更する必要がある。例えば、レイアウト許容値が25%に設定された場合に、セル、配線及びビアの不良発生危険度の和が25%より大きければ、LSIのレイアウトは変更され、レイアウトの不良発生危険度Defallが所定のレイアウト許容値を満足する新たなレイアウトが作成される。
The
LSIのレイアウトの変更は、例えば変更前のレイアウトに含まれる不良発生危険度DefCELLの大きいセルを、不良発生危険度DefCELLの小さいセルに置き換えることによって行われる。つまり、置換モジュール172が、変更前のレイアウト情報に含まれる不良発生危険度DefCELLの大きいセルを抽出し、抽出したセルと同一の機能を有する不良発生危険度DefCELLの小さいセル(以下において、「歩留り優先セル」という。)に置き換える。不良発生危険度DefCELLの大きいセルの抽出方法は、例えばレイアウトに含まれるセルのうち最も不良発生危険度DefCELLの大きいセルを抽出する方法、或いは一定値(例えば、0.001%)以上の不良発生危険度DefCELLのセルを抽出する方法等が採用可能である。尚、設計対象のLSIに使用されるセルの歩留り優先セルは、セルライブラリ303に格納される。
The layout of the LSI is changed, for example, by replacing a cell having a high failure occurrence risk Def CELL included in the layout before the change with a cell having a low failure occurrence risk Def CELL . That is, the
「歩留り優先セル」は歩留り向上を優先して設計され、例えば設計基準値より緩い設計ルールで設計されたセルである。具体的には、図2に示した距離Sの設計基準値が60μmである場合に、距離Sを80μmにして歩留り優先セルが設計される。図6に示したように、距離Sを80μmにしてセルを設計した場合は、距離Sを60μmにした場合と比較するとセルの面積が大きくなるが、ばらつきΔLが30%から10%に減少する。 The “yield priority cell” is a cell designed with priority on yield improvement, and is designed with a design rule looser than the design reference value, for example. Specifically, when the design reference value of the distance S shown in FIG. 2 is 60 μm, the yield priority cell is designed by setting the distance S to 80 μm. As shown in FIG. 6, when the cell is designed with the distance S being 80 μm, the cell area is larger than when the distance S is 60 μm, but the variation ΔL is reduced from 30% to 10%. .
歩留り優先セルの例として、図33に示すセルCX1の歩留り優先セルを図34〜図42に示す。図33に示したセルCX1は、論理回路X10、論理回路Y10及び論理回路Z10を含むセルである。図33に示すように、論理回路X10はゲート電極X101、p型拡散領域X102及びn型拡散領域X103を備える。以下において、ゲート電極の中心ストライプとp型拡散領域との距離を「p距離」、ゲート電極の中心ストライプとn型拡散領域との距離を「n距離」とする。論理回路X10のp距離及びn距離はSX1である。論理回路Y10はゲート電極Y101及びp型拡散領域Y102を備える。論理回路Y10のp距離はSY1である。論理回路Z10は、ゲート電極Z101及びn型拡散領域Z103を備える。論理回路Z10のn距離はSZ1である。論理回路X10のp型拡散領域X102と論理回路Y10のp型拡散領域Y102との拡散領域間距離はSp1である。論理回路Y10のゲート電極Y101の中心ストライプと論理回路Z10のゲート電極Z101の中心ストライプとのゲート電極間距離はSg1である。 As an example of the yield priority cell, the yield priority cell of the cell C X1 shown in FIG. 33 is shown in FIGS. A cell C X1 illustrated in FIG. 33 includes the logic circuit X10, the logic circuit Y10, and the logic circuit Z10. As shown in FIG. 33, the logic circuit X10 includes a gate electrode X101, a p-type diffusion region X102, and an n-type diffusion region X103. Hereinafter, the distance between the center stripe of the gate electrode and the p-type diffusion region is referred to as “p distance”, and the distance between the center stripe of the gate electrode and the n-type diffusion region is referred to as “n distance”. The p distance and the n distance of the logic circuit X10 are S X1 . The logic circuit Y10 includes a gate electrode Y101 and a p-type diffusion region Y102. The p distance of the logic circuit Y10 is S Y1 . The logic circuit Z10 includes a gate electrode Z101 and an n-type diffusion region Z103. The n distance of the logic circuit Z10 is S Z1 . Diffusion region distance between the p-type diffusion region Y102 of p-type diffusion region X102 and logic circuit Y10 of the logic circuit X10 is S p1. The distance between the gate electrodes of the center stripe of the gate electrode Y101 of the logic circuit Y10 and the center stripe of the gate electrode Z101 of the logic circuit Z10 is S g1 .
図34に示したセルCX2は、論理回路X10をp距離及びn距離がSX2の論理回路X11で置き換えた、セルCX1の歩留り優先セルである(SX1<SX2)。論理回路X11では、p型拡散領域X102及びn型拡散領域X103のゲート電極X101の梁部が延伸する方向の幅を狭くすることで、p距離及びn距離を広げている。つまり、論理回路X11のゲート幅は論理回路X10のゲート幅より小さい。そのため、論理回路X11のゲート電極X101の梁部の数を論理回路X10より増やして、ゲート容量や負荷駆動力等のトランジスタ特性を論理回路X11と論理回路X10とで同一にしている。その結果、セルCX1に比べてセルCX2のセル面積は大きいが、SX1<SX2であるため、セルCX1と比較してセルCX2の不良発生危険度DefCELLは小さい。 The cell C X2 shown in FIG. 34 is a yield priority cell of the cell C X1 in which the logic circuit X10 is replaced with the logic circuit X11 having the p distance and the n distance S X2 (S X1 <S X2 ). In the logic circuit X11, the p distance and the n distance are increased by narrowing the width in the direction in which the beam portion of the gate electrode X101 of the p-type diffusion region X102 and the n-type diffusion region X103 extends. That is, the gate width of the logic circuit X11 is smaller than the gate width of the logic circuit X10. Therefore, the number of beam portions of the gate electrode X101 of the logic circuit X11 is increased from that of the logic circuit X10, and the transistor characteristics such as the gate capacity and the load driving force are made the same in the logic circuit X11 and the logic circuit X10. As a result, the cell area of the cell C X2 is larger than that of the cell C X1 , but since S X1 <S X2 , the defect occurrence risk Def CELL of the cell C X2 is smaller than that of the cell C X1 .
図35に示したセルCX3は、論理回路Y10をp距離がSY2の論理回路Y11で、論理回路Z10をn距離がSZ2の論理回路Z11でそれぞれ置き換えた、セルCX1の歩留り優先セルである(SY1<SY2、且つSZ1<SZ2)。論理回路Y11では、p型拡散領域Y102のゲート電極Y101の梁部が延伸する方向の幅を狭くすることで、p距離を広げている。論理回路Z11では、n型拡散領域Z103のゲート電極Z101の梁部が延伸する方向の幅を狭くすることで、n距離を広げている。そのため、論理回路Y11のゲート電極Y101の梁部の数を論理回路Y10より増やしている。更に、論理回路Z11のゲート電極Z101の梁部の数を論理回路Z10より増やしている。又、図35に示すように、セルCX3のゲート電極間距離はSg2である(Sg1<Sg2)。その結果、セルCX1に比べてセルCX3のセル面積は大きいが、セルCX1と比較してセルCX1の不良発生危険度DefCELLは小さい。 The cell C X3 shown in FIG. 35 is a yield priority cell of the cell C X1 in which the logic circuit Y10 is replaced with a logic circuit Y11 with a p distance of S Y2 and the logic circuit Z10 is replaced with a logic circuit Z11 with an n distance of S Z2. (S Y1 <S Y2 and S Z1 <S Z2 ). In the logic circuit Y11, the p distance is increased by narrowing the width in the direction in which the beam portion of the gate electrode Y101 of the p-type diffusion region Y102 extends. In the logic circuit Z11, the n distance is increased by narrowing the width in the direction in which the beam portion of the gate electrode Z101 of the n-type diffusion region Z103 extends. Therefore, the number of beam portions of the gate electrode Y101 of the logic circuit Y11 is increased from that of the logic circuit Y10. Further, the number of beam portions of the gate electrode Z101 of the logic circuit Z11 is increased from that of the logic circuit Z10. As shown in FIG. 35, the distance between the gate electrodes of the cell C X3 is S g2 (S g1 <S g2 ). As a result, a large cell area of the cell C X3 is compared to cell C X1, failure risk of the cell C X1 as compared to the cell C X1 Def CELL is small.
図36に示したセルCX4は、図33に示した論理回路X10を図34に示した論理回路X11で置き換え、論理回路Y10及び論理回路Z10を図35に示した論理回路Y11及び論理回路Z11でそれぞれ置き換えた、セルCX1の歩留り優先セルである。セルCX1に比べてセルCX4のセル面積は大きいが、セルCX2及びセルCX3と比較しても、セルCX3の不良発生危険度DefCELLは小さい。 In the cell C X4 shown in FIG. 36, the logic circuit X10 shown in FIG. 33 is replaced with the logic circuit X11 shown in FIG. 34, and the logic circuit Y10 and the logic circuit Z10 are replaced with the logic circuit Y11 and the logic circuit Z11 shown in FIG. Are the yield priority cells of the cell C X1 , respectively. The cell area of the cell C X4 is larger than that of the cell C X1 , but the defect occurrence risk Def CELL of the cell C X3 is also small compared to the cells C X2 and C X3 .
図37に示したセルCX5は、図36に示したセルCX4の拡散領域間距離をSp2としたセルCX1の歩留り優先セルである(Sp1<Sp2)。セルCX4に比べてセルCX5のセル面積は大きいが、セルCX4と比較してセルCX5の不良発生危険度DefCELLは小さい。 The cell C X5 shown in FIG. 37 is a yield priority cell of the cell C X1 where the distance between the diffusion regions of the cell C X4 shown in FIG. 36 is S p2 (S p1 <S p2 ). Although larger cell area of the cell C X5 is compared to cell C X4, failure risk of the cell C X5 compared to cell C X4 Def CELL is small.
図38に示したセルCX6は、セルCX1にダミーパターンDM1及びDM2が追加された、セルCX1の歩留り優先セルである。ダミーパターンDM1及びDM2はゲート電極X101、Y101及びZ101の梁部が延伸する方向と並行に配置される。図38に示すように、ダミーパターンDM1は、セルCX6の左辺と論理回路X10との間に配置される。ダミーパターンDM2は、セルCX6の右辺とY10及びZ10との間に配置される。ダミーパターンDM1及びDM2を配置することにより、セルCX6の左右に隣接して配置されるセルのレイアウトに依存するゲート電極の梁部のピッチばらつき起因の製造ばらつきを抑制できる。セルCX1に比べてセルCX6のセル面積は大きいが、セルCX1と比較してセルCX5の不良発生危険度DefCELLは小さい。 The cell C X6 shown in FIG. 38 is a yield priority cell of the cell C X1 in which dummy patterns DM1 and DM2 are added to the cell C X1 . The dummy patterns DM1 and DM2 are arranged in parallel with the direction in which the beam portions of the gate electrodes X101, Y101, and Z101 extend. As shown in FIG. 38, the dummy pattern DM1 is arranged between the left side of the cell C X6 and the logic circuit X10. The dummy pattern DM2 is disposed between the right side of the cell C X6 and Y10 and Z10. By disposing the dummy patterns DM1 and DM2, it is possible to suppress manufacturing variations due to pitch variations of the beam portions of the gate electrode depending on the layout of the cells arranged adjacent to the left and right of the cell C X6 . Although larger cell area of the cell C X6 is compared to cell C X1, failure risk of the cell C X5 compared to cell C X1 Def CELL is small.
図39、図40、図41及び図42に示すセルCX7〜セルCX10は、図34、図35、図36及び図37に示したセルCX2〜セルCX5にダミーパターンDM1、DM2を追加した例である。セルCX6と同様に、セルCX6〜セルCX10ではゲート電極のピッチばらつき起因の製造ばらつきを抑制できる。尚、図38〜図42ではダミーパターンDM1、DM2がセル領域の左右端に配置された例を示したが、左端のみ或いは右端のみにダミーパターンを配置してもよい。 The cell C X7 to cell C X10 shown in FIGS. 39, 40, 41, and 42 are provided with dummy patterns DM1 and DM2 in the cells C X2 to C X5 shown in FIGS. 34, 35, 36, and 37, respectively. This is an added example. Similar to the cell C X6, the manufacturing variation of the pitch variation caused cell C X6 ~ cell C X10 in the gate electrode can be suppressed. 38 to 42 show an example in which the dummy patterns DM1 and DM2 are arranged at the left and right ends of the cell region, but the dummy patterns may be arranged only at the left end or only at the right end.
上記に説明したセルCX1の歩留り優先セルCX2〜セルCX10は、セルライブラリ303に格納される。歩留り優先セルCX2〜セルCX10は、LSIのレイアウトを変更する際にセルCX1を置換するセルとして使用される。
The yield priority cells C X2 to C X10 of the cell C X1 described above are stored in the
更に、変更モジュール17は、隣接セルのパターン形状に依存するシステマティックばらつきに起因する不良発生危険度DefCELLの増大を抑制するために、レイアウトを変更する。具体的には、危険配置検出モジュール173が、レイアウト情報に含まれる危険セル配置を検出する。ここで「危険セル配置」とは、隣接セルのパターン形状に依存するシステマティックばらつきに起因する不良発生危険度DefCELLを増大させるセル配置である。危険配置検出モジュール173は、不良発生危険度DefPが一定値以上、例えば0.001%以上のセル及びそのセルの隣接セルをレイアウト情報から抽出する。そして、配置修正モジュール174が、検出されたセルを含むセル配置を以下に説明するように修正して不良発生危険度DefCELLを減少させる。
Furthermore, the
図43に、互いに隣接して配置されたセルC10及びセルC20からなるセル配置を示す。セルC10は、ゲート電極g11〜g17、p型拡散領域PD10及びn型拡散領域ND10を有する。セルC20は、ゲート電極g21〜g27、p型拡散領域PD30及びn型拡散領域ND20を有する。ここで、セルC20に最も近く配置されたセルC10のゲート電極g17と、セルC10に最も近く配置されたセルC20のゲート電極g21とのゲート電極間距離を距離Dg1とする。距離Dg1が小さいためにセルC10及びセルC20のパターン形状の影響により、ゲート電極g10及びゲート電極g20にシステマティックばらつきが発生する場合がある。或いは、距離Dg1が大きいためにゲート電極が配置されるピッチが不揃いになり、ゲート電極g10及びゲート電極g20にシステマティックばらつきが発生する場合がある。ここで、LSIの性能や歩留りに影響を与えるシステマティックばらつきが発生しないゲート電極間距離を「最適ゲート電極間距離」とする。距離Dg1が最適ゲート電極間距離ではない場合、セル配置を修正する必要がある。図43に示したセル配置を修正する例を、図44〜図47に示す。 FIG. 43 shows a cell arrangement including cells C 10 and C 20 arranged adjacent to each other. Cell C 10 has a gate electrode g 11 to g 17, p-type diffusion region PD 10 and the n-type diffusion region ND 10. Cell C 20 has a gate electrode g 21 to g 27, p-type diffusion region PD 30 and the n-type diffusion region ND 20. Here, the gate electrode g 17 of cell C 10 arranged closest to the cell C 20, a distance D g1 of the gate electrode distance between the gate electrode g 21 of cell C 20 arranged closest to the cell C 10 To do. Since the distance D g1 is small, systematic variations may occur in the gate electrode g 10 and the gate electrode g 20 due to the influence of the pattern shapes of the cells C 10 and C 20 . Alternatively, since the distance D g1 is large, the pitch at which the gate electrodes are arranged becomes uneven, and systematic variations may occur in the gate electrode g 10 and the gate electrode g 20 . Here, the distance between the gate electrodes where the systematic variation that affects the performance and yield of the LSI does not occur is referred to as “optimum gate electrode distance”. When the distance D g1 is not the optimum gate electrode distance, the cell arrangement needs to be corrected. Examples of correcting the cell arrangement shown in FIG. 43 are shown in FIGS.
図44は、セルC10とセルC20間の距離を広げて、ゲート電極g10とゲート電極g20のゲート電極間距離を距離Dg2に広げた例である。図43に示した距離Dg1が最適ゲート電極間距離より小さいためにシステマティックばらつきがゲート電極g10及びゲート電極g20に発生する可能性がある場合、距離Dg2を広げることにより、セルC10及びセルC20の不良発生危険度DefCELLは減少する。 Figure 44 extends the distance between the cell C 10 and the cell C 20, an example of spread gate electrode distance of the gate electrode g 10 and the gate electrode g 20 a distance D g2. If there is a possibility that systematic variation in the distance D g1 shown is smaller than the optimum gate electrode distance is generated in the gate electrode g 10 and the gate electrode g 20 in Figure 43, by increasing the distance D g2, cell C 10 In addition, the defect occurrence risk Def CELL of the cell C 20 decreases.
図45は、セルC10の中心位置を回転中心として、セルC10を180度回転させた例である。セルC10を回転させて配置することにより、セルC20に最も近く配置されたセルC10のゲート電極g17とセルC10に最も近く配置されたセルC20のゲート電極g21とのゲート電極間距離Dg3を最適ゲート電極間距離にする。その結果、セルC10及びセルC20の不良発生危険度DefCELLは減少する。 Figure 45 is a rotation about the central position of the cell C 10, a cell C 10 is an example of rotated 180 degrees. By arranging rotating the cell C 10, the gates of the gate electrode g 21 of the gate electrode g 17 and the cell C cell C 20 arranged closest to 10 of the cell C 10 arranged closest to the cell C 20 The inter-electrode distance Dg3 is set to the optimum inter-gate electrode distance. As a result, the defect occurrence risk Def CELL of the cells C 10 and C 20 decreases.
図46は、セルC10とセルC20の間にセルC30を配置した例である。セルC30は、ゲート電極g31〜g34、p型拡散領域PD30及びn型拡散領域ND30を有する。セルC10のゲート電極g17とセルC30のゲート電極g31とのゲート電極間距離Dg4、及びセルC20のゲート電極g21とセルC30のゲート電極g34とのゲート電極間距離Dg54が、共に最適ゲート電極間距離になるようにセルC30は選択される。その結果、セルC10及びセルC20の不良発生危険度DefCELLは減少する。 Figure 46 is an example in which the cell C 30 between cells C 10 and the cell C 20. Cell C 30 has a gate electrode g 31 to g 34, p-type diffusion region PD 30 and the n-type diffusion region ND 30. Gate electrode distance between the gate electrode g 34 of the gate electrode g 21 and the cell C 30 in the gate electrode distance D g4, and cell C 20 in the gate electrode g 31 of the gate electrode g 17 and the cell C 30 of the cell C 10 Cell C30 is selected such that Dg54 is the optimum distance between the gate electrodes. As a result, the defect occurrence risk Def CELL of the cells C 10 and C 20 decreases.
図47は、セルC10にダミーゲート電極が追加されたセルC101でセルC10を置換した例である。セルC101は、セルC10のゲート電極g17とセル端との間にダミーゲート電極gDを追加したセルである。ダミーゲート電極gDとセルC20のゲート電極g21とのゲート電極間距離Dg6を最適ゲート電極間距離にすることによって、セルC10及びセルC20の不良発生危険度DefCELLは減少する。 Figure 47 is an example of replacing the cell C 10 in cell C 101 to the dummy gate electrode is added to the cell C 10. The cell C 101 is a cell in which a dummy gate electrode g D is added between the gate electrode g 17 and the cell end of the cell C 10 . By optimizing the gate electrode distance the gate electrode distance D g6 the gate electrode g 21 of the dummy gate electrode g D and the cell C 20, failure risk Def CELL cells C 10 and cell C 20 is reduced .
以上では、不良発生危険度Defallを小さくするためにセルの置換及びセル配置の修正を行って不良発生危険度DefCELLを小さくする例を説明した。配線パターンの修正により不良発生危険度DefWIREを小さくすることによって、不良発生危険度Defallを小さくしてもよい。具体的には、危険配置検出モジュール173が、危険配線ライブラリ304に格納された危険配線パターンを参照して、LSIのレイアウト情報に含まれる危険配線パターンを検出する。既に述べたように、危険配線パターンは設計パターンの形状からの乖離度が大きく、配線パターンに依存するシステマティックばらつきに起因する不良発生危険度DefWIREを増大させる配線パターンである。そして、配置修正モジュール174が、検出された危険配線パターンを以下に説明するように修正して不良発生危険度DefWIREを減少させる。
In the above, an example has been described in which the defect occurrence risk level Def CELL is reduced by performing cell replacement and cell arrangement correction in order to reduce the defect occurrence risk level Def all . The failure occurrence risk level Def all may be reduced by reducing the failure occurrence risk level Def WIRE by correcting the wiring pattern. Specifically, the dangerous
図48に、互いに隣接して配置された配線LA及び配線LBからなる配線パターンを示す。配線LAと配線LBの最も近い部分の配線間距離を距離DW1とする。配線LAの配線LBに最も近い部分にビアVAが配置されている。配線LBは、配線トラックWTB1上に配置されている。距離DW1が小さいために配線LA及び配線LBにシステマティックばらつきが発生する場合がある。或いは、距離DW1が大きいために配線ピッチが不揃いになり、配線LA及び配線LBにシステマティックばらつきが発生する場合がある。ここで、LSIの性能や歩留りに影響を与えるシステマティックばらつきが発生しない配線間距離を「最適配線間距離」とする。つまり、配線間距離が最適配線間距離ではない場合、配線LA及び配線LBからなる配線パターンは危険配線パターンである。距離DW1が最適配線間距離ではない場合、配線の配置を修正する必要がある。図48に示した配線の配置を修正する例を、図49〜図51を参照して説明する。 FIG. 48 shows a wiring pattern composed of the wiring LA and the wiring LB arranged adjacent to each other. The distance between wirings in the closest part between the wiring LA and the wiring LB is defined as a distance D W1 . A via VA is disposed in a portion of the wiring LA closest to the wiring LB. The wiring LB is disposed on the wiring track WT B1 . Since the distance D W1 is small, systematic variations may occur in the wiring LA and the wiring LB. Alternatively, since the distance D W1 is large, the wiring pitch becomes uneven, and systematic variations may occur in the wiring LA and the wiring LB. Here, the inter-wiring distance at which systematic variations that affect the performance and yield of the LSI do not occur is referred to as “optimum inter-wiring distance”. That is, when the inter-wiring distance is not the optimal inter-wiring distance, the wiring pattern composed of the wiring LA and the wiring LB is a dangerous wiring pattern. When the distance D W1 is not the optimum inter-wiring distance, it is necessary to correct the wiring arrangement. An example of correcting the wiring arrangement shown in FIG. 48 will be described with reference to FIGS. 49 to 51.
図49は、距離DW1が最適配線間距離より小さいために、配線LA及び配線LBにシステマティックばらつきが発生した例である。図49に示すように、配線LAと配線LBの互いに最も近い部分において、配線LA及び配線LBの形状が変形している。関連技術によって、配線LA及び配線LBを含む配線パターンを修正した例を図50に示す。関連技術では、例えば配線LAと配線LB間の配線間距離が一定値以下の場合に、配線間距離をハーフピッチ分だけ広げる。図50は、配線LAと配線LB間の配線間距離が距離DW2に広げられ、配線トラックWTB1と配線トラックWTB1に隣接する配線トラックWTB2との中間に、配線LBが配置された例を示す。 FIG. 49 shows an example in which systematic variations occur in the wiring LA and the wiring LB because the distance D W1 is smaller than the optimal inter-wiring distance. As shown in FIG. 49, the shapes of the wiring LA and the wiring LB are deformed in the portion closest to the wiring LA and the wiring LB. FIG. 50 shows an example in which the wiring pattern including the wiring LA and the wiring LB is corrected by the related technology. In the related art, for example, when the distance between the wirings LA and LB is equal to or less than a certain value, the distance between the wirings is increased by a half pitch. Figure 50 shows an example in which the wiring distance between the wiring LA wire LB is expanded the distance D W2, in the middle of the wiring track WT B2 of the wiring tracks WT B1 adjacent wiring tracks WT B1, wire LB are disposed Indicates.
しかし、配線LAと配線LB間の最適配線間距離が距離DW2より広い場合は、図50に示した関連技術による配線パターンの修正では、LSIの特性等に影響を及ぼすシステマティックばらつきの発生を防止できない。図51は、配線LAと配線LB間の配線間距離を、最適配線間距離以上である距離DW3に広げた例である。危険配置検出モジュール173が検出した図48に示された危険配線パターンを、配置修正モジュール174が図51に示す配線パターンに修正することにより、不良発生危険度DefWIREを減少させることができる。
However, when the optimal distance between the wiring LA and the wiring LB is larger than the distance D W2 , the correction of the wiring pattern by the related technique shown in FIG. 50 prevents the occurrence of systematic variations that affect the LSI characteristics and the like. Can not. FIG. 51 shows an example in which the inter-wiring distance between the wiring LA and the wiring LB is increased to a distance D W3 that is equal to or larger than the optimal inter-wiring distance. The dangerous wiring pattern shown in FIG. 48 detected by the dangerous
次に、セルの信号遅延特性及び不良発生危険度DefCELLを用いて、システマティックばらつきに起因する信号遅延及び歩留りの低下を抑制する信号経路を設計する方法を説明する。先ず、各セルの信号遅延特性を用いて、LSIに含まれる信号経路の信号遅延時間(以下において「経路遅延時間」という。)及び経路遅延時間の発生確率を算出する方法の例を以下に示す。信号経路の例として、セルCa、Cb及びCcを通過する信号経路Kを図52に示す。経路遅延算出モジュール175が、セルCa、Cb及びCcの各遅延特性テーブルを参照して、信号経路Kの経路遅延時間を算出する。ここで、信号経路Kの経路遅延時間はセルCaに入力した信号がセルCcから出力するまでの時間である。セルCa、Cb及びCcにそれぞれ含まれる回路素子の代表寸法のすべての組み合わせについて、信号経路Kの経路遅延時間が算出される。
Next, a method of designing a signal path that suppresses signal delay and yield reduction due to systematic variation using the cell signal delay characteristic and the failure occurrence risk Def CELL will be described. First, an example of a method for calculating the signal delay time (hereinafter referred to as “path delay time”) of the signal path included in the LSI and the occurrence probability of the path delay time using the signal delay characteristics of each cell will be described below. . As an example of the signal path, a signal path K passing through the cells Ca, Cb, and Cc is shown in FIG. The path delay
図53に、経路遅延算出モジュール175によって算出された信号経路Kの経路遅延時間の例を示す。図53は、セルCaに含まれる回路素子がオーバー形状、セルCb、Ccにそれぞれ含まれる回路素子の形状がセンター形状の場合に、信号経路Kの経路遅延時間が信号遅延時間tkであることを示す。図53に示した信号遅延時間tkの発生確率Ptkは、セルCa、Cb及びCcにそれぞれ含まれる回路素子形状の発生確率の積である。つまり、図53に示した発生確率Ptkは、セルCaに含まれる回路素子の形状がオーバー形状である確率、セルCbに含まれる回路素子の形状がセンター形状である確率、及びセルCcに含まれる回路素子パターンの形状がセンター形状である確率の積である。
FIG. 53 shows an example of the path delay time of the signal path K calculated by the path delay
セル毎に回路素子についてセンター形状、オーバー形状、或いはアンダー形状を仮定して経路遅延時間及びその発生確率を含む信号遅延特性が算出される。そのため、n個のセルを含む信号経路の場合、3n通りの信号遅延特性が算出される。 For each cell, a signal delay characteristic including a path delay time and its occurrence probability is calculated assuming a center shape, an over shape, or an under shape for the circuit element. Therefore, in the case of a signal path including n cells, 3 n signal delay characteristics are calculated.
経路判定モジュール176は、LSIに含まれる各信号経路の信号遅延特性が許容条件を満足するか否かを判定する。許容条件は、信号経路での信号遅延によってLSIの性能或いは歩留り等が低下しないように、信号経路毎に設定される。例えば、信号経路の信号遅延特性に含まれるすべての経路遅延時間のうち、所定の遅延許容値を満足する経路遅延時間の発生確率の和が97%以上の場合に、信号遅延特性が許容条件を満足すると判定される。遅延許容値は、上限及び下限のいずれか、或いは上限及び下限の両方が設定される。例えば、LSIのクリティカルパスについて遅延許容値の上限が設定され、経路判定モジュール176は、経路遅延算出モジュール175によって算出されたクリティカルパスの経路遅延時間が遅延許容値より大きい場合に、クリティカルパスの経路遅延時間は許容条件を満足しないと判定する。
The
経路遅延時間が許容条件を満足しない場合、信号経路が修正される。具体的には、経路修正モジュール177が信号経路から遅延ばらつきの大きいセルを信号経路から抽出し、抽出されたセルと同一機能を有し、且つ抽出されたセルより遅延ばらつきが小さいセルで抽出されたセルを置き換える。信号経路の変更に使用されるセルは、セルライブラリ303から選択される。
If the path delay time does not satisfy the acceptable condition, the signal path is modified. Specifically, the
例えば、図52に示した信号経路Kがクリティカルパスであり、信号経路Kの経路遅延時間が予め設定された遅延許容値より大きいとする。経路修正モジュール177は、セルCa、Cb及びCcの遅延特性テーブルを参照して、セルCa、Cb及びCcから遅延ばらつきの大きいセルを抽出する。遅延ばらつきの大きいセルを抽出する方法としては、一定値以上の遅延ばらつきを有するセルを抽出する方法、或いは信号経路に含まれるセルのうち最も遅延ばらつきの大きいセルを抽出する方法等がある。セルCbが遅延ばらつきの大きいセルとして抽出された場合、経路修正モジュール177は、セルCbを遅延ばらつきが小さく、且つセルCbと同一機能を有するセルCdで置き換える。図52に示した信号経路Kに含まれるセルCbをセルCdで置き換えた信号経路を図54に示す。セルCbをセルCdで置き換えることにより、信号経路K全体の経路遅延時間のばらつきが小さくなり、システマティックばらつきを考慮した信号経路Kの経路遅延時間が遅延許容値を満足する確率が高くなる。
For example, it is assumed that the signal path K shown in FIG. 52 is a critical path, and the path delay time of the signal path K is larger than a preset delay allowable value. The
信号経路Kの経路遅延時間が遅延許容値を満足する範囲で、遅延ばらつきの小さいセルを遅延ばらつきの大きいセルで置き換えてもよい。例えば、セルCbを、遅延ばらつきはセルCbより大きいがセル面積はセルCbより小さく、且つセルCbと同一機能を有するセルCeで置き換える。図52に示した信号経路Kに含まれるセルCbをセルCeで置き換えた信号経路を図55に示す。セルCbをセルCeで置き換えることにより、LSIの集積度が向上する。 As long as the path delay time of the signal path K satisfies the allowable delay value, a cell having a small delay variation may be replaced with a cell having a large delay variation. For example, the cell Cb is replaced with a cell Ce having a delay variation larger than that of the cell Cb but a cell area smaller than that of the cell Cb and having the same function as the cell Cb. FIG. 55 shows a signal path obtained by replacing the cell Cb included in the signal path K shown in FIG. 52 with the cell Ce. By replacing the cell Cb with the cell Ce, the degree of integration of the LSI is improved.
又、経路判定モジュール176は、不良発生危険度DefCELLを用いて、各信号経路の不良発生危険度が許容条件を満足するか否かを判定する。具体的には、経路判定モジュール176は、不良発生危険度DefCELLが所定の許容値(例えば0.001%)以上のセルを含む信号経路を、不良発生危険度が許容条件を満足しない信号経路と判断する。経路修正モジュール177が、不良発生危険度DefCELLが所定の許容値以上のセルを許容値以下のセルで置換して、信号経路が修正される。
Further, the
以下に、図1に示した設計システムを用いてLSIを設計する方法の例を、図56及び図57に示したフローチャートを参照して説明する。先ず、図56に示したフローチャートを参照して、信号遅延特性、不良発生危険度DefCELL及び不良発生危険度DefWIREを算出する方法を説明する。 An example of a method for designing an LSI using the design system shown in FIG. 1 will be described below with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, a method for calculating the signal delay characteristic, the failure occurrence risk level Def CELL, and the failure occurrence risk level Def WIRE will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
(イ)ステップS10において、設計対象のLSIの製造に使用される製造装置及び製造条件を用いて、LSIの製造に用いられる一連の製造工程でウェハ上に基本パターンが形成される。基本パターンは、各製造工程においてセンター条件、オーバー条件或いはアンダー条件等が適用された複数のプロセス条件によって形成される。図1に示した測定ユニット2が、製造工程毎に基本パターンの形状を測定する。測定結果は、入力装置40を介して測定結果記憶領域201に格納される。又、セル及び配線パターン等の基本回路に関する設計パターンの形状情報が、入力装置40を介して設計パターン情報記憶領域202に格納される。
(A) In step S10, a basic pattern is formed on the wafer in a series of manufacturing processes used for LSI manufacturing using manufacturing equipment and manufacturing conditions used for manufacturing the LSI to be designed. The basic pattern is formed by a plurality of process conditions to which a center condition, an over condition, an under condition or the like is applied in each manufacturing process. The measuring
(ロ)ステップS20において、情報取得モジュール11が、基本パターンの形状の測定結果を測定結果記憶領域201から読み出す。情報取得モジュール11は、基本パターンの形状の測定結果から製造工程毎に基本パターンの製造ばらつき情報を取得する。取得された製造ばらつき情報は、製造ばらつき情報記憶領域203に格納される。
(B) In step S20, the
(ハ)ステップS30において、抽出モジュール12が、製造ばらつき情報記憶領域203から基本パターンの形状の製造ばらつき情報を読み出す。抽出モジュール12は、製造ばらつき情報からシステマティックばらつきを抽出する。抽出されたシステマティックばらつきは、システマティックばらつき記憶領域204に格納される。
(C) In step S <b> 30, the
(ニ)ステップS40において、パラメータ設定モジュール13が、システマティックばらつき記憶領域204からシステマティックばらつきを読み出す。パラメータ設定モジュール13は、システマティックばらつきにプロセスシミュレーション結果をフィッティングさせてばらつきパラメータを設定する。設定されたばらつきパラメータは、パラメータ記憶領域205に格納される。
(D) In step S40, the
(ホ)ステップS50において、解析パターン取得モジュール14が、ばらつきパラメータをパラメータ記憶領域205から読み出す。解析パターン取得モジュール14は、ばらつきパラメータを適用したプロセスシミュレーションを実行して、設計対象のLSIに使用される可能性のあるセル及び配線パターンの解析パターン形状を取得する。取得された解析パターン形状の情報は、解析パターン形状記憶領域206に格納される。
(E) In step S50, the analysis pattern acquisition module 14 reads the variation parameter from the parameter storage area 205. The analysis pattern acquisition module 14 executes a process simulation to which variation parameters are applied, and acquires analysis pattern shapes of cells and wiring patterns that may be used in the LSI to be designed. The acquired analysis pattern shape information is stored in the analysis pattern
(ヘ)ステップS60において、遅延時間算出モジュール151が、解析パターン形状を解析パターン形状記憶領域206から読み出す。遅延時間算出モジュール151は、解析パターン形状を用いて、セルの信号遅延時間及び信号遅延時間の発生確率を算出する。セルの信号遅延時間及び信号遅延時間の発生確率を含む信号遅延特性は、遅延特性記憶領域207に格納される。
(F) In step S60, the delay
(ト)ステップS70において、テーブル作成モジュール152が、セルの信号遅延特性を遅延特性記憶領域207から読み出す。テーブル作成モジュール152は、式(1)を用いて入力信号及び出力負荷の特性とセルの信号遅延特性との関係を示す遅延特性テーブルをセル毎に作成する。作成された遅延特性テーブルは、遅延特性ライブラリ301に格納される。
(G) In step S70, the
(チ)ステップS80において、危険度算出モジュール16が、セル及び配線パターンの設計パターンの形状情報及び解析パターン形状の情報を、設計パターン情報記憶領域202及び解析パターン形状記憶領域206からそれぞれ読み出す。危険度算出モジュール16は、設計パターンの形状と解析パターン形状とを比較して、セルの不良発生危険度DefCELL及び配線パターンの不良発生危険度DefW及びDefVを算出する。算出された不良発生危険度DefCELL、DefW及びDefVは、セル或いは配線パターン毎に危険度ライブラリ302に格納される。又、不良発生危険度DefW或いはDefVが一定値以上の配線を含む危険配線パターンが危険配線ライブラリ304に格納される。
(H) In step S80, the risk
次に、信号遅延特性、不良発生危険度DefCELL及び不良発生危険度DefWIREを用いてLSIを設計する方法の例を、図57に示したフローチャートを参照して説明する。 Next, an example of a method of designing an LSI using the signal delay characteristic, the failure occurrence risk level Def CELL, and the failure occurrence risk level Def WIRE will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
(イ)ステップS110において、設計対象のLSIのRTL記述が、図1に示した入力装置40を介してRTL記述記憶領域208に格納される。又、LSIに適用される遅延許容値及びレイアウト許容値等の許容条件が、許容条件記憶領域209に格納される。許容条件は、予め許容条件記憶領域209に格納されていてもよい。
(A) In step S110, the RTL description of the LSI to be designed is stored in the RTL
(ロ)ステップS120において、論理合成モジュール18がRTL記述記憶領域208からRTL記述を読み出す。論理合成モジュール18は、RTL記述に基づいて論理合成を行い、LSIの回路接続情報を作成する。作成された回路接続情報は、回路接続情報記憶領域210に格納される。
(B) In step S120, the
(ハ)ステップS130において、経路遅延算出モジュール175が回路接続情報及び遅延特性テーブルを、回路接続情報記憶領域210及び遅延特性ライブラリ301からそれぞれ読み出す。経路遅延算出モジュール175は、遅延特性テーブルに格納された各セルの信号遅延特性を参照し、図52を参照して説明した方法を用いて回路接続情報に含まれる各信号経路の、経路遅延時間及び経路遅延時間の発生確率を含む信号遅延特性を算出する。算出された信号経路の信号遅延特性は、経路遅延記憶領域211に格納される。次いで、経路判定モジュール176が、信号経路の信号遅延特性及び遅延許容値を、経路遅延記憶領域211及び許容条件記憶領域209からそれぞれ読み出す。経路判定モジュール176は、信号経路毎に信号遅延特性が許容条件を満足するか否かを判定する。信号遅延特性が許容条件を満足する場合はステップS150に進む。信号遅延特性が許容条件を満足しない場合はステップS140に進む。
(C) In step S130, the path delay
(ニ)ステップS140において、経路修正モジュール177が、信号遅延特性が許容条件を満足しない信号経路の回路接続情報及び遅延特性テーブルを、回路接続情報記憶領域210及び遅延特性ライブラリ301からそれぞれ読み出す。経路修正モジュール177は、遅延特性テーブルに格納された各セルの信号遅延特性を参照して、信号遅延特性が許容条件を満足しない信号経路から遅延ばらつきの大きいセルを抽出し、抽出したセルを遅延ばらつきの小さいセルで置き換える。信号経路が変更された新たな回路接続情報は、回路接続情報記憶領域210に格納される。信号経路の修正後、ステップS130に処理が戻る。
(D) In step S140, the
(ホ)ステップS150において、セル配置モジュール191が、回路接続情報を回路接続情報記憶領域210から読み出す。セル配置モジュール191は、回路接続情報に基づいてセル配置を行い、LSIのレイアウト情報を作成する。作成されたレイアウト情報はレイアウト情報記憶領域212に格納される。
(E) In step S150, the
(ヘ)ステップS160において、危険配置検出モジュール173が、レイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。更に危険配置検出モジュール173は、レイアウト情報に含まれるセルの不良発生危険度DefCELLを危険度ライブラリ302から読み出す。危険配置検出モジュール173は、セルの不良発生危険度DefCELLを参照して、危険セル配置をレイアウト情報から検出する。危険セル配置が検出された場合、ステップS170に処理が進む。危険セル配置が検出されない場合、ステップS200に処理が進む。
(F) In step S160, the dangerous
(ト)ステップS170において、配置修正モジュール174が、図43〜図47を参照して説明した方法を用いてセル配置を修正し、不良発生危険度DefCELLを減少させる。セル配置が修正された新たなレイアウト情報は、レイアウト情報記憶領域212に格納される。ステップS180において、経路遅延算出モジュール175が修正された信号経路の信号遅延特性を算出する。次いで経路判定モジュール176が、算出された信号遅延特性が許容条件を満足するか否かを判定する。信号遅延特性が許容条件を満足する場合は、ステップS160に処理が戻る。信号遅延特性が許容条件を満足しない場合は、ステップS190に処理が進む。
(G) In step S170, the
(チ)ステップS190において、経路修正モジュール177が、信号経路を修正して新たな回路接続情報を作成する。新たな回路接続情報に基づいて、セル配置モジュール191がレイアウト情報を作成する。修正された信号経路を含む新たなレイアウト情報がレイアウト情報記憶領域212に格納される。新たなレイアウト情報の作成後、ステップS180に処理が戻る。
(H) In step S190, the
(リ)ステップS200において、配線配置モジュール192がレイアウト情報及び回路接続情報を、レイアウト情報記憶領域212及び回路接続情報記憶領域210からそれぞれ読み出す。配線配置モジュール192は、回路接続情報に基づいて配線を配置して、配線を含むレイアウト情報を作成する。作成されたレイアウト情報はレイアウト情報記憶領域212に格納される。
(R) In step S200, the
(ヌ)ステップS210において、危険配置検出モジュール173が、レイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。危険配置検出モジュール173は、危険配線ライブラリ304に格納された危険配線パターンを参照して、LSIのレイアウト情報に含まれる危険配線パターンを検出する。危険セル配置が検出された場合、ステップS220に処理が進む。危険配線パターンが検出されない場合、ステップS230に処理が進む。
(Nu) In step S210, the dangerous
(ル)ステップS220において、配置修正モジュール174が既に説明した方法を用いて危険配線パターンの配線配置を修正する。配線配置が修正された新たなレイアウト情報は、レイアウト情報記憶領域212に格納される。危険配線パターンの修正後、ステップS210に処理が戻る。
(L) In step S220, the
(ヲ)ステップS230において、経路遅延算出モジュール175がレイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。更に経路遅延算出モジュール175は、遅延特性テーブル及びRC補正係数等の配線パターンの配線遅延情報を遅延特性ライブラリ301から読み出す。経路遅延算出モジュール175は、遅延特性テーブル及び配線遅延情報を参照して、レイアウト情報に含まれる各信号経路の信号遅延特性を算出する。算出された信号遅延特性は、経路遅延記憶領域211に格納される。次いで、経路判定モジュール176が、信号遅延特性及び遅延許容値を、経路遅延記憶領域211及び許容条件記憶領域209からそれぞれ読み出す。経路判定モジュール176は、信号経路毎に信号遅延特性と遅延許容値とを比較し、各信号経路の信号遅延特性が許容条件を満足するか否かを判定する。信号遅延特性が許容条件を満足する場合は、ステップS250に処理が進む。信号遅延特性が許容条件を満足しない場合は、ステップS240に処理が進む。
(W) In step S230, the path delay
(ヨ)ステップS240において、各信号経路の信号遅延特性が許容条件を満足するようにレイアウトが修正される。具体的には、例えば置換モジュール172が信号遅延特性が許容条件を満足しない信号経路から遅延ばらつきの大きいセルを抽出し、抽出されたセルを遅延ばらつきの小さいセルで置き換える。或いは、置換モジュール172が、RC補正係数の大きな配線をRC補正係数の小さな配線で置き換える。修正された信号経路を含む新たなレイアウト情報がレイアウト情報記憶領域212に格納される。レイアウトの修正後、ステップS230に処理が戻る。
(E) In step S240, the layout is corrected so that the signal delay characteristic of each signal path satisfies the allowable condition. Specifically, for example, the
(タ)ステップS250において、レイアウト危険度算出モジュール163が、レイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。更にレイアウト危険度算出モジュール163は、セルの不良発生危険度DefCELL、及び配線の不良発生危険度DefW及びDefVを危険度ライブラリ302からそれぞれ読み出す。レイアウト危険度算出モジュール163は、式(6)を用いてレイアウトの不良発生危険度Defallを算出する。算出された不良発生危険度Defallは、危険度記憶領域213に格納される。
(T) In step S250, the layout
(レ)ステップS260において、レイアウト判定モジュール171が、不良発生危険度Defall及びレイアウト許容値を、危険度記憶領域213及び許容条件記憶領域209からそれぞれ読み出す。レイアウト判定モジュール171は、不良発生危険度Defallとレイアウト許容値とを比較し、レイアウトの不良発生危険度Defallが許容条件を満足するか否かを判定する。不良発生危険度Defallが所定のレイアウト許容値以下である場合は処理を終了する。不良発生危険度Defallが許容条件を満足しない場合は、ステップS270に処理が進む。尚、レイアウト許容値がセルの不良発生危険度DefCELL或いは配線の不良発生危険度DefWIREについて設定されている場合は、不良発生危険度DefCELL或いは配線の不良発生危険度DefWIREが許容条件を満足するか否かがそれぞれ判定される。
(L) In step S260, the
(ソ)ステップS270において、不良発生危険度Defallが許容条件を満足するようにレイアウトが修正される。具体的には、例えば置換モジュール172が、レイアウト情報及びセルの不良発生危険度DefCELLを、レイアウト情報記憶領域212及び危険度ライブラリ302から読み出す。置換モジュール172は、レイアウト情報に含まれるセルの不良発生危険度DefCELLに基づき、不良発生危険度DefCELLの大きなセルを歩留り優先セルで置き換える等して、不良発生危険度DefCELLを減少させる。ここで不良発生危険度DefCELLの大きなセルとは、レイアウト情報に含まれるセルのうち最も不良発生危険度DefCELLの大きいセル、或いは不良発生危険度DefCELLが一定値(例えば0.001%)以上のセル等である。又、置換モジュール172は、不良発生危険度DefW或いはDefVの大きな配線をレイアウト情報から抽出し、抽出した配線を変更して配線の不良発生危険度DefWIREを減少させる。セル及び配線が変更された後の新たなレイアウト情報は、レイアウト情報記憶領域212に格納される。レイアウトの修正後、ステップS230に処理が戻る。
(E) In step S270, the layout is corrected so that the defect occurrence risk level Def all satisfies the permissible condition. Specifically, for example, the
レイアウト情報記憶領域212に格納されたレイアウト情報は、出力装置50を介して設計システムの外部に出力される。レイアウト情報に基づき、LSI製造用のレチクル或いはマスク等が製造される。
The layout information stored in the layout
上記の説明では、ステップS210において、危険配置検出モジュール173が危険配線ライブラリ304に格納された危険配線パターンを参照して、レイアウト情報に含まれる危険配線パターンを検出する例を説明した。危険配置検出モジュール173が危険配線ライブラリ304を参照せずに、レイアウト情報に含まれる危険配線パターンを検出してもよい。つまり、危険配置検出モジュール173が、不良発生危険度DefW或いはDefVが一定値以上、例えば0.001%以上の配線をレイアウト情報から抽出する。そして、配置修正モジュール174が、検出された配線を含む配線パターンを修正して不良発生危険度DefWIREを減少させる。
In the above description, an example has been described in which the dangerous
尚、ステップS220、ステップS240及びステップS270においては、セル内の配線グリッドに配置された配線とセル間を接続する配線との配置関係によって発生する危険配線パターン或いは配線の不良発生危険度DefWIREの増大も考慮して、レイアウトの修正が行われる。 In step S220, step S240, and step S270, the dangerous wiring pattern generated due to the arrangement relationship between the wiring arranged in the wiring grid in the cell and the wiring connecting the cells, or the defect occurrence risk Def WIRE The layout is corrected in consideration of the increase.
上記では、論理合成モジュール18がRTL記述から回路接続情報を作成する例を示したが、動作記述から回路接続情報を作成してもよい。又、置換モジュール172が不良発生危険度の大きいセルを不良発生危険度の小さいセルで置き換える例を説明したが、LSI設計者が手動でセルの置き換えを実施してレイアウトを変更してもよい。
In the above example, the
図56及び図57に示した一連のLSI設計操作は、図56及び図57と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図1に示した設計システムを制御して実行できる。このプログラムは、図1に示した設計システムを構成する記憶装置200に記憶させればよい。又、このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を図1に示した記憶装置200に読み込ませることにより、本発明の一連のLSI設計操作を実行することができる。
The series of LSI design operations shown in FIGS. 56 and 57 can be executed by controlling the design system shown in FIG. 1 with a program of an algorithm equivalent to that in FIGS. This program may be stored in the
以上に説明したように、本発明の第1の実施の形態に係る設計システムでは、システマティックばらつきを用いて算出されたセルの信号遅延時間及び信号遅延時間の発生確率を含む信号遅延特性が遅延特性ライブラリ301に格納される。更に、システマティックばらつきを用いて算出されたセル、配線及びビアの不良発生危険度が危険度ライブラリ302に格納され、危険配線パターンが危険配線ライブラリ304に格納される。そして、図1に示した設計システムでは、セルの信号遅延特性を参照して信号経路の経路遅延時間が算出され、不良発生危険度を参照してLSIのレイアウトの不良発生危険度が算出される。図1に示した設計システムによれば、信号経路の経路遅延時間が許容条件を満足しない場合、或いはレイアウトの不良発生危険度が許容条件を満足しない場合にレイアウトを変更する。その結果、性能及び歩留りに影響を与えるシステマティックばらつきが考慮されたLSIが設計される。
As described above, in the design system according to the first embodiment of the present invention, the signal delay characteristic including the cell signal delay time calculated using systematic variation and the occurrence probability of the signal delay time is the delay characteristic. Stored in the
第1の実施の形態に係る設計システムによれば、システマティックな製造ばらつきがLSIの性能及び歩留りに及ぼす影響が低減される。更に、マスクデータプレパレ−ション(MDP)処理や光近接効果補正(OPC)処理の前に危険パターンを検出するため、危険パターンを解消するためにLSI開発の上流に戻って設計パターンを変更する必要がない。その結果、設計効率が向上する。 According to the design system of the first embodiment, the influence of systematic manufacturing variations on LSI performance and yield is reduced. Furthermore, since a dangerous pattern is detected before mask data preparation (MDP) processing and optical proximity effect correction (OPC) processing, the design pattern is changed back to the upstream of LSI development in order to eliminate the dangerous pattern. There is no need. As a result, design efficiency is improved.
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る設計システムは、図58に示すように、LSIのレイアウトの制約条件を設定する配置制約設定モジュール20を更に備える点が図1に示した設計システムと異なる。その他の構成については、図1に示す第1の実施の形態と同様である。第1の実施の形態では、信号経路の信号遅延特性或いはレイアウトの不良発生危険度Defallが許容条件を満足しない場合にレイアウトを変更する例を説明した。第2の実施の形態では、セル及び配線について配置制約条件を設定し、設定された配置制約条件にしたがってレイアウトを作成する方法の例を説明する。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 58, the design system according to the second exemplary embodiment of the present invention is different from the design system shown in FIG. 1 in that it further includes an arrangement
配置制約設定モジュール20は、セル制約設定モジュール220、セル内配線制約設定モジュール221及び配線制約設定モジュール222を備える。セル制約設定モジュール220は、隣接するセル間距離についての制約であるセル配置制約条件を設定する。セル内配線制約設定モジュール221は、セル内に配置される配線についての制約であるセル内配線制約条件を設定する。配線制約設定モジュール222は、セル間を接続する配線についての制約である配線配置制約条件を設定する。
The placement
セルの配置制約条件を設定する方法を、図59を参照して説明する。セルの配置制約条件は、セル間の距離として設定される。ここで、セル間に許容される距離を「セル間許容値」という。セル間許容値は、隣接するセル間の距離に依存して対象セルに生じるシステマティックばらつきの影響によって、対象セルに不良が発生しないように設定される。具体的には、対象セルと隣接セル間の距離を変化させたプロセスシミュレーションを実行して算出される対象セルの不良発生危険度DefPが、一定値(例えば0.001%)未満になるようにセル間許容値が設定される。既に述べたように、不良発生危険度DefPは対象セルの設計パターンの形状に対する解析パターン形状の比として定義される。セル間許容値は、セルライブラリ303に格納されるセルのすべての組み合わせについて設定される。
A method of setting the cell arrangement constraint condition will be described with reference to FIG. The cell arrangement constraint condition is set as a distance between cells. Here, the distance allowed between cells is referred to as an “inter-cell tolerance”. The allowable value between cells is set so that no defect occurs in the target cell due to the influence of systematic variations occurring in the target cell depending on the distance between adjacent cells. Specifically, the defect occurrence risk DefP of the target cell calculated by executing a process simulation in which the distance between the target cell and the adjacent cell is changed is less than a certain value (for example, 0.001%). An allowable value between cells is set. As already described, the defect occurrence risk level DefP is defined as the ratio of the analysis pattern shape to the design pattern shape of the target cell. The allowable value between cells is set for all combinations of cells stored in the
(イ)図59のステップS10〜ステップS50において、図56のフローチャートを参照して説明した方法と同様にして、設計対象のLSIに使用される可能性のあるセルの解析パターン形状を取得する。取得された解析パターン形状は、解析パターン形状記憶領域206に格納される。
(A) In steps S10 to S50 in FIG. 59, the analysis pattern shape of a cell that may be used in the LSI to be designed is acquired in the same manner as described with reference to the flowchart in FIG. The acquired analysis pattern shape is stored in the analysis pattern
(ロ)ステップS410において、セル危険度算出モジュール161が、対象セルの解析パターン形状を解析パターン形状記憶領域206から読み出す。セル危険度算出モジュール161は、対象セルの解析パターン形状を用いて、対象セルの不良発生危険度DefPを算出する。つまりセル危険度算出モジュール161が、セル間の距離をばらつきパラメータとするプロセスシミュレーションを実行して、不良発生危険度DefPを取得する。算出された不良発生危険度DefPは、危険度ライブラリ302に格納される。
(B) In step S410, the cell
(ハ)ステップS420において、セル制約設定モジュール220が、不良発生危険度DefPを危険度ライブラリ302から読み出す。セル制約設定モジュール220は、不良発生危険度DefPが予め設定されたセル間許容値以下になるように、対象セルと隣接セルの各組み合わせについて隣接するセル間距離についてセル配置制約条件を設定する。設定されたセル配置制約条件は、制約条件ライブラリ305に格納される。
(C) In step S420, the cell constraint setting module 220 reads the failure occurrence risk level DefP from the
セル制約設定モジュール220は、セルライブラリ303に格納されるセルのすべての組み合わせについてセル配置制約条件を設定する。
The cell constraint setting module 220 sets cell placement constraint conditions for all combinations of cells stored in the
次に、セル内に配置される配線についてセル内配線制約条件を設定する方法を図60を参照して説明する。セル内配線制約条件は、セル内の配線グリッドのうち、配線及びビアの配置を禁止する配線グリッドとして設定される。ここで、配線禁止グリッドの情報を「配置禁止情報」という。配置禁止情報は、不良発生危険度DefGに基づいて設定される。例えば、不良発生危険度DefGが配線グリッド許容値(例えば0.001%)以上の配線グリッドが配線禁止グリッドとして設定される。 Next, a method of setting the intra-cell wiring restriction condition for the wiring arranged in the cell will be described with reference to FIG. The intra-cell wiring constraint condition is set as a wiring grid that prohibits the arrangement of wiring and vias among the wiring grids in the cell. Here, the information of the wiring prohibition grid is referred to as “placement prohibition information”. The placement prohibition information is set based on the failure occurrence risk DefG. For example, a wiring grid whose defect occurrence risk DefG is equal to or greater than a wiring grid allowable value (for example, 0.001%) is set as a wiring prohibition grid.
(イ)図60のステップS10〜ステップS50において、図56のフローチャートを参照して説明した方法と同様にして、設計対象のLSIに使用される可能性のあるセルの解析パターン形状を取得する。取得された解析パターン形状は、解析パターン形状記憶領域206に格納される。
(A) In steps S10 to S50 in FIG. 60, an analysis pattern shape of a cell that may be used in the LSI to be designed is acquired in the same manner as described with reference to the flowchart in FIG. The acquired analysis pattern shape is stored in the analysis pattern
(ロ)ステップS510において、セル危険度算出モジュール161が、対象セルの解析パターン形状を解析パターン形状記憶領域206から読み出す。セル危険度算出モジュール161は、対象セルの解析パターン形状を用いて、対象セルの不良発生危険度DefGを算出する。つまりセル危険度算出モジュール161が、対象セル内の各配線グリッドに配線或いはビアが配置されると仮定してプロセスシミュレーションを実行して、配線グリッド毎の不良発生危険度DefGを算出する。算出された不良発生危険度DefGは、危険度ライブラリ302に格納される。
(B) In step S510, the cell risk
(ハ)ステップS520において、セル内配線制約設定モジュール221が、不良発生危険度DefGを危険度ライブラリ302から読み出す。セル内配線制約設定モジュール221は、不良発生危険度DefGが予め設定された配線グリッド許容値以上の配線グリッドを配線禁止グリッドとする。配線禁止グリッドの情報である配置禁止情報は、制約条件ライブラリ305に格納される。
(C) In step S520, the intra-cell wiring constraint setting module 221 reads the failure occurrence risk level DefG from the
セル内配線制約設定モジュール221は、セルライブラリ303に格納されるすべてのセルについて配線禁止グリッドを設定する。
The intra-cell wiring constraint setting module 221 sets a wiring prohibition grid for all cells stored in the
セル間を接続する配線について配線配置制約条件を設定する方法を図61を参照して説明する。配線配置制約条件は、複数の配線及びビアの組み合わせからなる配線パターンのうち、LSIのレイアウトに使用できない配線パターンとして設定される。ここで、レイアウトに使用できない配線パターンを「配置禁止パターン」という。配置禁止パターンは、隣接する配線のシステマティックばらつきの影響によって、対象配線に不良が発生しないように設定される。具体的には、配線パターン毎に算出される対象配線の不良発生危険度DefW或いはDefVが、所定の配線許容値(例えば0.001%)未満になるように配置禁止パターンが設定される。 A method of setting the wiring arrangement constraint condition for the wiring connecting the cells will be described with reference to FIG. The wiring arrangement constraint condition is set as a wiring pattern that cannot be used for the LSI layout among the wiring patterns composed of a combination of a plurality of wirings and vias. Here, a wiring pattern that cannot be used for layout is referred to as a “placement prohibition pattern”. The placement prohibition pattern is set so that no defect occurs in the target wiring due to the influence of systematic variation of adjacent wiring. Specifically, the placement prohibition pattern is set so that the defect occurrence risk DefW or DefV of the target wiring calculated for each wiring pattern is less than a predetermined wiring allowable value (for example, 0.001%).
(イ)図61のステップS10〜ステップS50において、図56のフローチャートを参照して説明した方法と同様にして、配線パターンの解析パターン形状を取得する。取得された解析パターン形状は、解析パターン形状記憶領域206に格納される。
(A) In steps S10 to S50 in FIG. 61, the analysis pattern shape of the wiring pattern is acquired in the same manner as described with reference to the flowchart in FIG. The acquired analysis pattern shape is stored in the analysis pattern
(ロ)ステップS610において、配線危険度算出モジュール162が、配線パターンの解析パターン形状を解析パターン形状記憶領域206から読み出す。配線危険度算出モジュール162は、配線パターンの解析パターン形状を用いて、配線の不良発生危険度DefW及びDefVを算出する。算出された不良発生危険度DefW及びDefVは、危険度ライブラリ302に格納される。
(B) In step S610, the wiring
(ハ)ステップS620において、配線制約設定モジュール222が、不良発生危険度DefGを危険度ライブラリ302から読み出す。配線制約設定モジュール222は、不良発生危険度DefW或いはDefVが配線許容値より大きい配線パターンを配置禁止パターンとして設定する。配置禁止パターンは制約条件ライブラリ305に格納される。
(C) In step S620, the wiring constraint setting module 222 reads the failure occurrence risk level DefG from the
以下に、図58に示した設計システムによりLSIを設計する方法の例を、図62に示すフローチャートを参照して説明する。尚、図56に示したフローチャートを参照して説明した方法により、遅延特性テーブルが遅延特性ライブラリ301に格納され、セル及び配線の不良発生危険度が危険度ライブラリ302に格納されているとする。又、図59〜図61に示したフローチャートを参照して説明した方法によってそれぞれ設定される、セル間許容値、セル内配線グリッドの配置禁止情報及び配線の配置禁止パターンが、制約条件ライブラリ305に格納されているとする。
Hereinafter, an example of a method for designing an LSI using the design system shown in FIG. 58 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. It is assumed that the delay characteristic table is stored in the delay
(イ)図62のステップS110〜ステップS140において、図57に示したフローチャートを参照して説明した方法と同様にして、設計対象のLSIに含まれる各信号経路の信号遅延特性が許容条件を満足するまで信号経路が修正される。 (A) In steps S110 to S140 of FIG. 62, the signal delay characteristics of the signal paths included in the LSI to be designed satisfy the allowable conditions in the same manner as described with reference to the flowchart shown in FIG. Until the signal path is corrected.
(ロ)ステップS710において、セル配置モジュール191が、回路接続情報及びセルの配置制約条件を、回路接続情報記憶領域210及び制約条件ライブラリ305から読み出す。セル配置モジュール191は、セルの配置制約条件を満足するように、回路接続情報に基づき設計対象のLSIのセル配置を行ってLSIのレイアウト情報を作成する。つまり、セル配置モジュール191は、セル間の距離が、各セルの組み合わせについて設定されたセル間許容値以上になるようにして、各セルを配置する。作成されたレイアウト情報はレイアウト情報記憶領域212に格納される。
(B) In step S 710, the
(ハ)ステップS720において、経路遅延算出モジュール175がレイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。経路遅延算出モジュール175は、レイアウト情報に含まれる信号経路の信号遅延特性を算出する。次いで経路判定モジュール176が、算出された信号遅延特性が許容条件を満足するか否かを判定する。信号遅延特性が許容条件を満足する場合は、ステップS740に処理が進む。信号遅延特性が許容条件を満足しない場合は、ステップS730に処理が進む。
(C) In step S720, the path delay
(ニ)ステップS730において、経路修正モジュール177が、信号経路を修正して新たな回路接続情報を作成する。新たな回路接続情報に基づいて、セル配置モジュール191が、セルの配置制約条件を満足するようにレイアウト情報を作成する。修正された信号経路を含む新たなレイアウト情報がレイアウト情報記憶領域212に格納される。新たなレイアウト情報の作成後、ステップS720に処理が戻る。
(D) In step S730, the
(ホ)ステップS740において、配線配置モジュール192がレイアウト情報及び回路接続情報を、レイアウト情報記憶領域212及び回路接続情報記憶領域210からそれぞれ読み出す。更に配線配置モジュール192は、セル内配線制約条件及び配線配置制約条件を制約条件ライブラリ305から読み出す。配線配置モジュール192は、セル内配線制約条件及び配線配置制約条件を満足するように、回路接続情報に基づいて配線を配置してレイアウト情報を作成する。つまり、配線配置モジュール192は、セル内配線制約条件として設定された配線禁止グリッドへの配線及びビアの配置を禁止し、且つ配線配置制約条件として設定された配置禁止パターンが構成されないように、配線を配置する。作成されたレイアウト情報はレイアウト情報記憶領域212に格納される。
(E) In step S740, the
(ヘ)ステップS750において、経路遅延算出モジュール175がレイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。更に経路遅延算出モジュール175は、遅延特性テーブル及びRC補正係数等の配線パターンの配線遅延情報を遅延特性ライブラリ301から読み出す。経路遅延算出モジュール175は、遅延特性テーブル及び配線遅延情報を参照して、レイアウト情報に含まれる各信号経路の信号遅延特性を算出する。算出された信号遅延特性は、経路遅延記憶領域211に格納される。次いで、経路判定モジュール176が、信号遅延特性及び遅延許容値を、経路遅延記憶領域211及び許容条件記憶領域209からそれぞれ読み出す。経路判定モジュール176は、信号経路毎に信号遅延特性と遅延許容値とを比較し、各信号経路の信号遅延特性が許容条件を満足するか否かを判定する。信号遅延特性が許容条件を満足する場合は、ステップS770に処理が進む。信号遅延特性が許容条件を満足しない場合は、ステップS760に処理が進む。
(F) In step S750, the path delay
(ト)ステップS760において、各信号経路の信号遅延特性が許容条件を満足するようにレイアウトが修正される。具体的には、例えば置換モジュール172が信号遅延特性が許容条件を満足しない信号経路から遅延ばらつきの大きいセルを抽出し、抽出されたセルを遅延ばらつきの小さいセルで置き換える。或いは、置換モジュール172が、RC補正係数の大きな配線をRC補正係数の小さな配線で置き換える。ただし、セル及び配線の配置制約条件を満足するように、レイアウトの修正が行われる。修正された信号経路を含む新たなレイアウト情報がレイアウト情報記憶領域212に格納される。レイアウトの修正後、ステップS750に処理が戻る。
(G) In step S760, the layout is modified so that the signal delay characteristic of each signal path satisfies the allowable condition. Specifically, for example, the
(チ)ステップS770において、レイアウト危険度算出モジュール163が、レイアウト情報をレイアウト情報記憶領域212から読み出す。更にレイアウト危険度算出モジュール163は、セルの不良発生危険度DefCELL及び配線の不良発生危険度DefW及びDefVを危険度ライブラリ302からそれぞれ読み出す。レイアウト危険度算出モジュール163は、式(6)を用いてレイアウトの不良発生危険度Defallを算出する。算出された不良発生危険度Defallは、危険度記憶領域213に格納される。
(H) In step S770, the layout
(リ)ステップS780において、レイアウト判定モジュール171が、不良発生危険度Defall及びレイアウト許容値を、危険度記憶領域213及び許容条件記憶領域209からそれぞれ読み出す。レイアウト判定モジュール171は、不良発生危険度Defallとレイアウト許容値とを比較し、レイアウトの不良発生危険度Defallが許容条件を満足するか否かを判定する。不良発生危険度Defallが所定のレイアウト許容値以下である場合は処理を終了する。不良発生危険度Defallが許容条件を満足しない場合は、ステップS790に処理が進む。
(R) In step S780, the
(ヌ)ステップS790において、不良発生危険度Defallが許容条件を満足するようにレイアウトが修正される。具体的には、例えば置換モジュール172が、レイアウト情報及びセルの不良発生危険度DefCELLを、レイアウト情報記憶領域212及び危険度ライブラリ302から読み出す。置換モジュール172は、レイアウト情報に含まれるセルの不良発生危険度DefCELLに基づき、不良発生危険度DefCELLの大きなセルを歩留り優先セルで置き換える等して、不良発生危険度DefCELLを減少させる。又、置換モジュール172は、不良発生危険度DefW或いはDefVの大きな配線をレイアウト情報から抽出し、抽出した配線を変更して配線の不良発生危険度DefWIREを減少させる。ただし、セル及び配線の配置制約条件を満足するように、レイアウトの修正が行われる。セル及び配線が変更された後の新たなレイアウト情報は、レイアウト情報記憶領域212に格納される。レイアウトの修正後、ステップS750に処理が戻る。
(N) In step S790, the layout is corrected so that the degree of failure occurrence Def all satisfies the allowable condition. Specifically, for example, the
以上に説明したように、本発明の第2の実施の形態に係る設計システムでは、セル及び配線について設定された配置制約条件を満足するように設計対象のLSIのセル配置及び配線配置を行う。そのため、セル配置後のレイアウトは危険セル配置を含まない。更に配線配置後のレイアウトは危険配線パターンを含まない。その結果、レイアウト情報を作成後に危険セル配置或いは危険配線パターンを検出する工程が不要である。つまり、図58に示した設計システムでは、図1に示した設計システムを用いてLSIを設計する場合に比べて、設計時間を短縮できる。他は、第1の実施の形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。 As described above, in the design system according to the second embodiment of the present invention, the cell layout and the wiring layout of the LSI to be designed are performed so as to satisfy the layout constraint conditions set for the cells and the wiring. Therefore, the layout after the cell arrangement does not include the dangerous cell arrangement. Further, the layout after the wiring arrangement does not include a dangerous wiring pattern. As a result, there is no need to detect a dangerous cell arrangement or a dangerous wiring pattern after creating layout information. That is, in the design system shown in FIG. 58, the design time can be shortened as compared with the case where the LSI is designed using the design system shown in FIG. Others are substantially the same as those in the first embodiment, and redundant description is omitted.
尚、配置制約条件を使用して、レイアウト情報から危険セル配置或いは危険配線パターンを検出することができる。例えば、セル配置後のレイアウト情報に含まれるセル間がセル間許容値より小さいセル配置を検出することにより、危険配置検出モジュール173は危険セル配置を検出できる。或いは、危険配置検出モジュール173は、配線配置後のレイアウト情報に含まれる配置禁止パターンを危険配線パターンとして検出できる。
It is to be noted that the dangerous cell arrangement or the dangerous wiring pattern can be detected from the layout information using the arrangement constraint condition. For example, the dangerous
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は第1及び第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first and second embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
既に述べた第1及び第2の実施の形態の説明においては、セルに含まれるトランジスタのシステマティックばらつきを用いて遅延特性テーブルを作成する例を説明したが、抵抗等の他の回路素子のシステマティックばらつきを用いて遅延特性テーブルを作成してもよい。 In the description of the first and second embodiments already described, the example in which the delay characteristic table is created using the systematic variation of the transistors included in the cell has been described. However, the systematic variation of other circuit elements such as resistors is described. May be used to create a delay characteristic table.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1…設計ユニット
2…測定ユニット
11…情報取得モジュール
12…抽出モジュール
13…パラメータ設定モジュール
14…解析パターン取得モジュール
15…遅延特性算出モジュール
16…危険度算出モジュール
17…変更モジュール
18…論理合成モジュール
19…配置モジュール
20…配置制約設定モジュール
200…記憶装置
301…遅延特性ライブラリ
302…危険度ライブラリ
303…セルライブラリ
304…危険配線ライブラリ
305…制約条件ライブラリ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記システマティック製造ばらつきとプロセスシミュレーションの実行結果から得られるパラメータを用いたプロセスシミュレーションによって、前記基本パターンを含む基本回路の解析パターン形状を取得する解析パターン取得モジュールと、
前記解析パターン形状を用いて前記基本回路の信号遅延特性を算出する遅延特性算出モジュールと、
前記基本回路の設計パターンの形状と前記解析パターン形状とを比較して、前記システマティック製造ばらつきに起因する不良が前記基本回路に発生する不良発生危険度を算出する危険度算出モジュール
とを備えることを特徴とする半導体集積回路の設計システム。 An extraction module that extracts systematic manufacturing variation from manufacturing variation information acquired from the shape measurement result of the basic pattern,
An analysis pattern acquisition module for acquiring an analysis pattern shape of a basic circuit including the basic pattern by a process simulation using parameters obtained from the systematic manufacturing variation and a process simulation execution result;
A delay characteristic calculation module for calculating a signal delay characteristic of the basic circuit using the analysis pattern shape;
A risk calculation module that compares the design pattern shape of the basic circuit with the analysis pattern shape and calculates a failure occurrence risk that a failure due to the systematic manufacturing variation occurs in the basic circuit. A semiconductor integrated circuit design system.
前記解析パターン形状を用いて、前記基本回路の信号遅延時間及び該信号遅延時間の発生確率を算出する遅延時間算出モジュールと、
前記基本回路への入力信号及び前記基本回路の出力負荷の特性と、前記信号遅延時間及び前記発生確率を含む前記信号遅延特性との関係を示す遅延特性テーブルを作成するテーブル作成モジュール
とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路の設計システム。 The delay characteristic calculation module is
A delay time calculation module that calculates the signal delay time of the basic circuit and the occurrence probability of the signal delay time using the analysis pattern shape;
A table creation module that creates a delay characteristic table indicating a relationship between the input signal to the basic circuit and the characteristics of the output load of the basic circuit and the signal delay characteristic including the signal delay time and the occurrence probability. The semiconductor integrated circuit design system according to claim 1 or 2.
前記不良発生危険度の和が許容条件を満足しない場合に、前記レイアウト情報に含まれる基本回路を該基本回路より不良発生危険度の小さな基本回路で置換する置換モジュール
とを含む変更モジュールを更に備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体集積回路の設計システム。 A layout determination module that determines whether the sum of the risk of occurrence of defects of all the basic circuits included in the layout information satisfies an allowable condition;
A change module including a replacement module that replaces a basic circuit included in the layout information with a basic circuit having a lower risk of occurrence of defects than the basic circuit when the sum of the risk of failure occurrence does not satisfy an allowable condition. The semiconductor integrated circuit design system according to claim 1, wherein the system is a semiconductor integrated circuit design system.
前記信号経路の信号遅延時間が許容条件を満足するか否かを判定する経路判定モジュールと、
前記信号経路の信号遅延時間が許容条件を満足しない場合に、前記信号経路に含まれる基本回路を該基本回路より遅延ばらつきが小さい基本回路で置き換える経路修正モジュール
とを含む変更モジュールを更に備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体集積回路の設計システム。
Using the signal delay time included in the signal delay characteristic of the basic circuit and the occurrence probability of the signal delay time, the signal delay time of the signal path configured by combining a plurality of the basic circuits and the occurrence probability of the signal delay time A path delay calculation module for calculating a signal delay characteristic of the signal path including:
A path determination module that determines whether a signal delay time of the signal path satisfies an allowable condition; and
And a path modification module that replaces a basic circuit included in the signal path with a basic circuit having a smaller delay variation than the basic circuit when the signal delay time of the signal path does not satisfy an allowable condition. The semiconductor integrated circuit design system according to claim 1, wherein the system is a semiconductor integrated circuit design system.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006108025A JP2007280222A (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Design system of semiconductor integrated circuit |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009237727A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Fujitsu Microelectronics Ltd | Method for designing semiconductor integrated circuit |
JP2018515029A (en) * | 2015-04-28 | 2018-06-07 | シグナル プロセシング デバイセズ スウェーデン アーベー | Drift compensation |
-
2006
- 2006-04-10 JP JP2006108025A patent/JP2007280222A/en active Pending
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