JP2007329361A - 設計支援プログラム、該プログラムを記録した記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体集積回路の長寿命化、および設計期間の短縮を同時に実現すること。
【解決手段】設計支援装置７００は、検出部７０１により、レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出する。つぎに、決定部７０２により、配線間を接続しないダミービアの接続位置を、検出部７０１によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定する。そして、挿入部７０４により、決定部７０２によって決定された接続位置にダミービアを挿入する。
【選択図】図７

Description

この発明は、半導体集積回路のレイアウト設計を支援する設計支援プログラム、該プログラムを記録した記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置に関する。

従来より、ストレスマイグレーションと呼ばれる経年の変化により、半導体集積回路中のビアが破壊され、当該半導体集積回路の寿命が短くなる現象が知られている。このストレスマイグレーションとは、金属配線中に発生するｖａｃａｎｃｙ（ベーカンシー）と呼ばれる気泡が、配線に生じるストレス（応力）の勾配によって移動する現象である。このベーカンシーが移動することによりビアに集中し、ボイドと呼ばれる空隙が成長する。このように、空隙が成長することにより、ビアが破壊されてしまう。

このストレスマイグレーションを緩和する技術として、ストレスマイグレーションによる導通ビアでの断線不良の発生率を低減する半導体装置およびその製造方法が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

特開２００５−１４２４２３号公報

しかしながら、上述した従来技術および特許文献１に記載の従来技術では、幅が太い配線のみに発生するストレスマイグレーションの緩和を対象としていた。このことは、従来では、ストレスマイグレーションは、幅の太い配線につながるビアでのみ発生すると考えられていたためである。そのため、細幅配線に対しては、有効にストレスマイグレーションを緩和する有効な手段がなく、ビアが断線してしまい、半導体集積回路の寿命が短くなるという問題点があった。

また、ビアを２重にして（冗長ビアという）ストレスマイグレーションに対する耐性を高める方法が広く知られているが、挿入する場所に制限があり、単独ビアの６０〜９０％程度しか冗長ビア化することができないため、ダミービアの様に挿入場所の制限が少なく容易に９９％以上のビアに適用できる手法に比べ、適用されるビアの割合が少ないという問題点があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、半導体集積回路の長寿命化が可能な設計作業を効率的におこなうことができる設計支援プログラム、記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、第１の発明にかかる設計支援プログラム、該プログラムを記録した記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置は、レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出し、配線間を接続しないダミービアの接続位置を、検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定し、決定された接続位置にダミービアを挿入することを特徴とする。

この発明によれば、設計対象回路の配線内に存在するベーカンシーがビアに到達することを防ぐことができる。

また、上記発明において、ダミービアの接続位置が、レイアウトに関する設計ルールに違反しているか否かを判断し、設計ルールに違反していないと判断された場合に、ダミービアを挿入することとしてもよい。

この発明によれば、設計対象回路の配線上の適切な位置にダミービアを自動で挿入することができる。

また、上記発明において、ダミービアには、当該ダミービアが、設計対象回路の設計ルールチェックの対象外であることを示す識別情報が付加されていることとしてもよい。

この発明によれば、半導体集積回路のレイアウトに関する設計ルールチェックにおいて、設計ルールチェック処理が中断するのを防ぐことができる。

また、第２の発明にかかる設計支援プログラム、該プログラムを記録した記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置は、レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出し、検出された交換対象配線パターンよりもストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）を検索し、交換対象配線パターンを、検索された形状変形配線パターンに置換することを特徴とする。

この発明によれば、設計対象回路の配線内に存在するベーカンシーがビアに到達することを防ぐことができる。

また、上記発明において、交換対象配線パターン内を移動するベーカンシーの移動距離よりも移動距離が長くなる形状変形配線パターンを検索することとしてもよい。

この発明によれば、設計対象回路内の配線パターンを、ストレスマイグレーションを緩和させる配線パターンに自動で変更することができる。

また、上記発明において、交換対象配線パターンの屈曲部の数よりも屈曲部の数が多くなる形状変形配線パターンを検索することとしてもよい。

この発明によれば、設計対象回路内の配線パターンを、ストレスマイグレーションを緩和させる配線パターンに自動で変更することができる。

また、第３の発明にかかる設計支援プログラム、該プログラムを記録した記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置は、レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索し、前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付け、検索された挿入位置に、指定された組み合わせパターンを挿入することを特徴とする。

この発明によれば、既存のＣＡＤツールのビア形状を変更するだけでストレスマイグレーションを緩和することができるレイアウトを設計することができる。

本発明にかかる設計支援プログラム、記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置によれば、半導体集積回路の長寿命化、および設計期間の短縮を同時に実現することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる設計支援プログラム、記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（設計支援装置のハードウェア構成）
まず、この発明の各実施の形態にかかる設計支援装置のハードウェア構成について説明する。図１は、この発明の各実施の形態にかかる設計支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１において、設計支援装置は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０４と、ＨＤ（ハードディスク）１０５と、ＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）１０６と、着脱可能な記録媒体の一例としてのＦＤ（フレキシブルディスク）１０７と、ディスプレイ１０８と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１０９と、キーボード１１０と、マウス１１１と、スキャナ１１２と、プリンタ１１３と、を備えている。また、各構成部はバス１００によってそれぞれ接続されている。

ここで、ＣＰＵ１０１は、設計支援装置の全体の制御を司る。ＲＯＭ１０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＨＤ１０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ１０５は、ＨＤＤ１０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。

ＦＤＤ１０６は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＦＤ１０７に対するデータのリード／ライトを制御する。ＦＤ１０７は、ＦＤＤ１０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、ＦＤ１０７に記憶されたデータを設計支援装置に読み取らせたりする。

また、着脱可能な記録媒体として、ＦＤ１０７のほか、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ
−ＲＷ）、ＭＯ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、メモリーカードなどであってもよい。ディスプレイ１０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ１０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。

Ｉ／Ｆ１０９は、通信回線を通じてインターネットなどのネットワーク１１４に接続され、このネットワーク１１４を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ１０９は、ネットワーク１１４と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ１０９には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。

キーボード１１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス１１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。

スキャナ１１２は、画像を光学的に読み取り、設計支援装置内に画像データを取り込む。なお、スキャナ１１２は、ＯＣＲ機能を持たせてもよい。また、プリンタ１１３は、画像データや文書データを印刷する。プリンタ１１３には、たとえば、レーザプリンタやインクジェットプリンタを採用することができる。

（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置について説明する。図２は、ダミービアを示す側断面図である。図２において、上層配線２０１と下層配線２０２とがビア２０３により接続されている。また、上層配線２０１と下層配線２０４とがビア２０５により接続されている。

また、上層配線２０１には、下層配線２０２、２０４のいずれにも接続されていないダミービア２０６が形成されている。また、下層配線２０２には、上層配線２０１と接続されていないダミービア２０７が形成されている。

（設計支援装置の設計支援処理手順）
つぎに、この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について説明する。図３は、この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の設計支援処理手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートにおいて、まず、ビアが検出されたか否かを判断する（ステップＳ３０１）。具体的には、たとえば、レイアウト情報によって表現された設計対象回路内に配置されたビアを検出する。

そして、ビアが検出されるのを待って（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、検出された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、ｉ＝１とする（ステップＳ３０２）。つぎに、入力された回路情報の中からビアＢｉを抽出する（ステップＳ３０３）。具体的には、たとえば、複数検出されたビアの中から一つを抽出する。

つぎに、ビアＢｉから所定の範囲内にダミービアの接続位置Ｄｊを決定する（ステップＳ３０４）。ここで、所定の範囲内とは、具体的には、たとえば、ダミービアを挿入することにより、ストレスマイグレーションを緩和する効果が期待できる範囲である。この所定の範囲は、ユーザが設定することができる。

ここで、ストレスマイグレーションとは、金属配線中に発生するｖａｃａｎｃｙ（ベーカンシー）と呼ばれる気泡が、配線に生じるストレス（応力）の勾配によって移動する現象である。

また、決定される接続位置Ｄｊは、図２の例において、上層配線２０１上に決定しても良く、下層配線２０２あるいは下層配線２０４上に決定してもよい。接続位置Ｄｊを決定したら、つぎに、接続位置Ｄｊが設計ルール違反となるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。

図３の説明に戻り、ステップＳ３０５において、設計ルール違反でない場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ダミービアＢｉを接続位置Ｄｊに挿入する（ステップＳ３０６）。そして、ダミービアＢｉに属性を付与する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７では、ダミービアＢｉを挿入した後に属性を付与したが、たとえば、属性が付加されたダミービアＢｉを接続位置に挿入することとしてもよい。

ここで、属性とは、ダミービアが、前記設計対象回路の設計ルールチェックの対象外であることを示す識別情報である。ダミービアに付与する属性は、配線を構成するビアとは異なる属性を付与する。そして、回路設計後の設計ルールチェックの際に、ダミービアは端点が未接続であっても、設計ルールエラーの対象外となる。これにより、エラーチェック処理が中断されることを防止することができる。

つぎに、回路情報を更新して（ステップＳ３０８）、ステップＳ３１１に移行する。具体的には、たとえば、挿入したダミービアの位置情報やダミービアに付与した属性情報をレイアウト情報に記述する。

また、ステップＳ３０５において、設計ルール違反である場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ｊをインクリメントして（ステップＳ３０９）、ｊ＞ｍであるか否かを判断する（ステップＳ３１０）。ここで、ｍはダミービアの接続位置の数である。ｊ＞ｍでない場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、ステップＳ３０４に戻り、他のダミービアの接続位置Ｄｊを決定する。

一方、ｊ＞ｍの場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）、該当ビアのダミービア化をあきらめる。この場合ｉをインクリメントして（ステップＳ３１１）、ｉ＞ｎであるか否かを判断する（ステップＳ３１２）。ここで、ｎは解析対象回路内のダミービア化の対象となるビアの数である。ｉ＞ｎでない場合（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、ステップＳ３０３に戻り、ビアＢｉを特定する。一方、ｉ＞ｎである場合（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。

なお、ビアの製造プロセスによってはビアの両端点近くに別々のダミービアを挿入した方が歩留りや信頼性を向上できる場合があり、その場合は図３でビアの両端点を別々のビアとみなせば良いだけであり、その場合ｎが２ｎになる。同様の理由でビアの上端点、もしくは下端点だけをダミービア挿入の対象としても良い。

上述したフローチャートの説明では、ビアを特定し、当該特定されたビアの周囲にダミービアを挿入する例について説明した。以下では、ビアと、当該ビアと同一配線上に形成された他のビアとの略中間にダミービアを挿入する例について説明する。

ここで、上述したフローチャートのステップＳ３０５において説明した設計ルール違反と判断される例について示す断面図である。図４は、挿入位置の候補が設計ルール違反と判断される例について示す側断面図である。図４において、上層配線４０１と他のネットの下層配線４０２とがビア４０３により接続されている。

また、符号４０４は、ダミービアの接続位置である。接続位置４０４の位置にダミービアを挿入することにより、上層配線４０１と他のネットの下層配線４０２とが接続される。このような場合には、設計ルール違反と判断される。また、たとえば、上層配線４０１と下層配線４０２が接続されていない場合であっても、下層配線４０２とダミービアとの間に一定以上の空隙がない場合に、設計ルール違反と判断してもよい。

図５は、この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の他の設計処理手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、回路情報が入力されたか否かを判断する（ステップＳ５０１）。そして、入力されるのを待って（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、入力された場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、ビアを検出する（ステップＳ５０２）。

そして、ステップＳ５０２において検出されたビアと同一配線上に配置された他のビアを検出する（ステップＳ５０３）。つぎに、ステップＳ５０２において検出されたビアと、ステップＳ５０３において検出されたビアとの間の配線の長さが一定の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ５０４）。ここで、一定の範囲は、各配線層ごとに決められていてもよく、ユーザが設計する際に指定することとしてもよい。

そして、一定範囲内の場合（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、２つのビアの間の略中間にダミービアを挿入する（ステップＳ５０５）。これにより、一連の処理を終了する。ここで、一定の範囲内としたのは、２つのビア間の距離が、短い場合には、配線内のベーカンシーが少なく、ストレスマイグレーションの影響が小さいためである。また、ステップＳ５０４において、配線の長さが一定の範囲内でない場合（ステップＳ５０４：Ｎｏ）、一連の処理を終了する。

また、図５のフローチャートでは、たとえば、ステップＳ５０６において挿入したダミービアの代わりにジャンパービアを挿入してもよい。ここで、ジャンパービアについて説明する。

図６は、ジャンパービアを示す平断面図である。図６において、配線６０１と配線６０２とは同一の層に配置されている。また、配線６０３は、配線６０１および配線６０２よりも上の層に配置されている。このように配線６０１がビア６０４により、一度配線層を変え、その後、他のビア６０５により元の配線層に戻る構造をジャンパービアと称する。このような、ジャンパービアはアンテナ効果と呼ばれる製造時の静電破壊現象を抑制する効果がある。この場合、ジャンパービア自体がストレスマイグレーションの原因となるのを避けるため、挿入前の２つビア間の距離が長すぎる場合は、ジャンパービアを挿入しなくしても良い。

（設計支援装置の機能的構成）
つぎに、この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の機能的構成について説明する。図７は、この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の機能的構成を示すブロック図である。図７において、設計支援装置７００は、検出部７０１と、決定部７０２と、判断部７０３と、挿入部７０４と、により構成されている。

検出部７０１は、レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出する。具体的には、たとえば、図３のステップＳ３０１で示したビアの検出処理をおこなう。

決定部７０２は、配線間を接続しないダミービアの接続位置を、検出部７０１によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定する。具体的には、たとえば、図３のステップＳ３０４で示したダミービアの接続位置Ｄｊの決定処理をおこなう。

判断部７０３は、ダミービアの接続位置が、レイアウトに関する設計ルールに違反しているか否かを判断する。具体的には、たとえば、図３のステップＳ３０５で示した設計ルール違反であるか否かの判断処理をおこなう。

挿入部７０４は、決定部７０２によって決定された接続位置にダミービアを挿入する。また、挿入部７０４は、判断部７０３によって設計ルールに違反していないと判断された場合に、ダミービアを挿入する。具体的には、たとえば、図３のステップＳ３０６で示したダミービア挿入処理をおこなう。

なお、上述した、検出部７０１、決定部７０２、判断部７０３、および挿入部７０４は、具体的には、たとえば、図１に示したＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤ１０５、ＦＤ１０７などに記録されたプログラムを、ＣＰＵ１０１が実行することによってその機能を実現する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、設計対象回路の配線内に存在するベーカンシーがビアに到達することを防ぐことができる。また、半導体集積回路のレイアウトに関する設計ルールチェックにおいて、設計ルールチェック処理が中断するのを防ぐことができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置について説明する。実施の形態１では、ダミービアを生成することにより、ストレスマイグレーションを緩和する例を説明したが、実施の形態２では、配線の構造を変更することによりストレスマイグレーションを緩和する例について説明する。

まず、バッファ構造について説明する。バッファ構造とは、ストレスマイグレーションを緩和するように配線形状を変形させた構造である。具体的には、たとえば、配線内のベーカンシーの移動距離が増加するように変形させた構造、配線が屈曲部を有する構造、あるいは配線が凸部を有する構造などが挙げられる。

図８は、バッファ構造について示す平断面図である。図８において、配線８００に接続されているビア８０１とビア８０２は、配線８００と当該配線８００の下の層もしくは上の層の配線（不図示）とを電気的に接続している。配線８００は、当該配線８００の一部に凸部８０３ａ、８０３ｂを形成している。

ストレスマイグレーションの原因となるベーカンシーは、配線の側面に沿って移動する場合があると考えられている。そのため、配線８００の表面に凸部８０３ａ、８０３ｂを形成することにより、当該凸部８０３ａ、８０３ｂにベーカンシーをトラップし、ビア８０１に到達するのを防ぐことができる。また、たとえば、配線８００を符号８０４に示すような構造としてもよい。これにより、ビア８０２にベーカンシーが到達するのを防ぐことができる。

（設計支援装置の設計支援処理手順）
つぎに、この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について説明する。図９は、この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置の設計支援処理手順を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおいて、まず、回路情報が入力されたか否かを判断する（ステップＳ９０１）。ここで、回路情報とは、具体的には、たとえば、レイアウト情報である。

そして、回路情報が入力されるのを待って（ステップＳ９０１：Ｎｏ）、入力された場合（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、ｋ＝１、ｌ＝１とする（ステップＳ９０２）。そして、ビアＢｋを特定する（ステップＳ９０３）。つぎに、ビアＢｋに接続されている配線を特定する（ステップＳ９０４）。

具体的には、たとえば、図２の例において、ビア２０５が特定された場合には、上層配線２０１と下層配線２０４とが特定される。また、たとえば、配線の特定は、ビアＢｋに電気的に接続されているすべての配線を特定することとしてもよく、上層配線２０１のみ、あるいは下層配線２０３のみを特定することとしてもよい。

図９の説明に戻り、つぎに、特定された配線が所定距離以上の直線部分を有する配線であるか否かを判断する（ステップＳ９０５）。具体的には、たとえば、レイアウト情報を参照し、特定された配線が所定距離以上であるか否かを判断する。この所定距離は、ユーザが予め設定することができる。

そして、ステップＳ９０５において、所定距離以上の直線部分を有する配線でない場合（ステップＳ９０５：Ｎｏ）、ステップＳ９１２に移行する。一方、所定距離以上の直線部分を有する配線の場合（ステップＳ９０５：Ｙｅｓ）、配線形状を変更する配線パターンｌを検索する（ステップＳ９０６）。

ここで、配線パターンについて説明する。図１０は、配線ライブラリについて示す説明図である。図１０において、配線ライブラリ１０００には、たとえば、配線形状の変更対象となる変更対象配線パターン（元形状）のレイアウト情報と、当該変更対象配線パターンと変更可能な形状変形配線パターンのレイアウト情報が格納されている。配線ライブラリ１０００は、一部を抜粋して表示している。

ここで、変更対象配線パターンとは、ステップＳ９０４において特定された配線の形状と一致あるいは類似する形状である。また、特定された形状は、完全一致でなくてもよい。

また、図１０では、変更対象配線パターンのレイアウト情報および変更可能な配線パターンを実際の形状で表している。具体的には、たとえば、変更対象配線パターン１００１は、形状変形配線パターン１００２、あるいは形状変形配線パターン１００３と変更可能である。この図の例では配線長が増加しない例だけであるが、配線長が増加する例も考えられる。また、形状変形配線パターンの数は、交換対象配線パターンの種類により異なっている。また、このような交換対象配線パターンをいくつかの発生ルールからコンピュータで自動生成しても良い。発生ルールとは例えば、ビアの近くで折れ曲がりを発生させるなどである。

図９のフローチャートに戻り、配線パターンｌに変更することにより、設計ルール違反となるか否かを判断する（ステップＳ９０７）。具体的には、たとえば、配線を変更することにより、変更後の配線が既存の配線と接触する場合に、設計ルール違反であると判断する。また、たとえば、変更後の配線と既存の配線間に十分なスペースが確保されていない場合に設計ルール違反であると判断してもよい。

そして、設計ルール違反でない場合（ステップＳ９０７：Ｎｏ）、配線パターンを置換する（ステップＳ９０８）。つぎに、回路情報を更新して（ステップＳ９０９）、ステップＳ９１２に移行する。具体的には、たとえば、回路情報に記述されている配線パターンを、変更された配線パターンに変更する。

一方、設計ルール違反である場合（ステップＳ９０７：Ｙｅｓ）、ｌをインクリメントして（ステップＳ９１０）、ｌ＞ｏであるか否かを判断する（ステップＳ９１１）。ここで、ｏは、配線パターンライブラリ１０００に登録されている交換対象配線パターンに対する変更候補数である。ｌ＞ｏでないと判断された場合（ステップＳ９１１：Ｎｏ）、ステップＳ９０６に移行して、変更候補となる配線パターンｌを選出する。

一方、ｌ＞ｏであると判断された場合（ステップＳ９１１：Ｙｅｓ）配線形状の変更をあきらめ、ｋをインクリメントして（ステップＳ９１２）、ｋ＞ｐであるか否かを判断する（ステップＳ９１３）。ここで、ｐは、回路情報により特定されるビアの数である。ｋ＞ｐでない場合（ステップＳ９１３：Ｎｏ）、ステップＳ９０３に戻り、他のビアＢｋを特定する。一方、ｋ＞ｐである場合（ステップＳ９１３：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。

上述したフローチャートの説明では、既存の配線と接触する場合に設計ルール違反となる例を用いて説明した。つぎに、配線を構成する部品の形状に関する設計ルール違反について説明する。図１１は、設計ルール違反となる部品の形状について示す平断面図である。図１１において、図１１（ａ）は、設計ルール違反となる部品の形状を示している。また、図１１（ｂ）は、設計ルールを満たす形状である。

通常、設計ルールチェックは、設計された形状が製造できるか否かという観点からチェックをおこなう。そのため、符号１１０１、１１０２に示すような細かいパターンは、設計ルール違反と判断されることがある。また、符号１１０３の様に配線がループしている形状も設計ルール違反と判断されることがある。

この設計ルール違反となることを回避するため、配線を構成する部品として、図１１（ｂ）の符号１１１０、１１１１、１１１２に示すような設計ルールを満たす形状を回路情報に登録しておく。設計段階では、符号１１０１、１１０２、１１０３の形状について設計をおこなう。そして、設計ルールチェックを終了した後に、登録した部品を符号１１０１、１１０２、１１０３の形状に戻す。

（設計支援装置の機能的構成）
つぎに、この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置の機能的構成について説明する。図１２は、この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置の機能的構成について示すブロック図である。図１２において、設計支援装置１２００は、検出部１２０１と、検索部１２０２と、置換部１２０３と、により構成されている。

検出部１２０１は、レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出する。具体的には、たとえば、図９のステップＳ９０３で示したビアＢｋの検出をし、ステップＳ９０５で示した直線部分をもつ交換対象配線パターンの検出処理をおこなう。交換対象配線パターンとは、図１０に示した配線ライブラリ１０００に格納されている配線パターンである。

検索部１２０２は、検出部１２０１によって検出された交換対象配線パターンよりもストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）を検索する。具体的には、たとえば、図９のステップＳ９０６に示した配線パターン検索処理をおこなう。形状変形配線パターンとは、具体的には、たとえば、図１０に示した配線ライブラリ１０００に格納されている配線パターンである。

ここで、形状変形配線パターンとは、当該形状変更配線パターン内を移動するベーカンシーの移動距離が、交換対象配線パターン内を移動するベーカンシーの移動距離よりも長くなるように変形させた配線パターンである。また、形状変形配線パターンは、交換対象配線パターンの屈曲部の数よりも多く屈曲部を有する配線パターンであってもよい。

また、置換部１２０３は、交換対象配線パターンを、検索部１２０２によって検索された形状変形配線パターンに置換する。具体的には、たとえば、図９のステップＳ９０８に示した配線パターン置換処理をおこなう。

なお、上述した、検出部１２０１、検索部１２０２、および置換部１２０３は、具体的には、たとえば、図１に示したＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤ１０５、ＦＤ１０７などに記録されたプログラムを、ＣＰＵ１０１が実行することによってその機能を実現する。

以上説明したように、この実施の形態２によれば、設計対象回路の配線内に存在するベーカンシーがビアに到達することを防ぐことができる。また、設計対象回路内の配線パターンを、ストレスマイグレーションを緩和させる配線パターンに自動で変更することができる。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３にかかる設計支援装置について説明する。実施の形態１または２では、すでに設計が終了したレイアウトに対してビア、あるいはバッファ構造を挿入する例について説明したが、実施の形態３では、レイアウトを作成する際にダミービア、あるいはバッファ構造を挿入する例について説明する。

まず、セットビアについて説明する。図１３は、セットビアのパターンについて示す側断面図である。セットビアとは、ビア１３０１と、ダミービア１３０２と、配線１３０３のうち、少なくともビア１３０１とダミービア１３０２とを組み合わせて構成したパターンである。

図１３において、具体的には、たとえば、パターン１３１１およびパターン１３１２は、ビア１３０１とダミービア１３０２とがセットになったパターンである。また、パターン１３１３〜１３１６は、ビア１３０１とダミービア１３０２が一つの配線１３０３に接続されたパターンである。

これらは全てビアの片側の端点にダミービアを持つ構造である。また、図示はしないが、ビアの両端にダミービアを持つような構造も考えられる。例えば、ビア下端にダミービアを持つ１３１１，１３１４，１３１６とビア上端にダミービアを持つ１３１２，１３１３，１３１５を組み合わせることで９種類のセットビアが生成できる。これらは予め用意しておいてもよいし、コンピュータ上で組み合わせて自動生成しても良い。

つぎに、この発明の実施の形態３にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について説明する。図１４は、この発明の実施の形態３にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について示すフローチャートである。図１４のフローチャートにおいて、まず、回路情報が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１４０１）。ここで、回路情報とは、具体的には、たとえば、設計対象回路のレイアウト情報である。

そして、回路情報が入力されるのを待って（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）、入力された場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）、ビアの挿入位置を検索する（ステップＳ１４０２）。ビアの挿入位置はレイアウト情報に埋め込まれているため、その情報を手掛かりとして検索できる。そして、ユーザから部品の指定を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１４０３）。ここで、部品とは、図１３に示したセットビアのパターン１３１１〜１３１６である。

そして、部品の指定を受け付けるのを待って（ステップＳ１４０３：Ｎｏ）、受け付けた場合（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）、指定された部品を検索された挿入位置に挿入する（ステップＳ１４０４）。これにより、一連の処理を終了する。

なお、上述したフローチャートでは、ユーザがセットビアのパターンを指定して、当該セットビアを挿入する例について説明したが、コンピュータがセットビアを選択し、挿入位置に挿入することとしてもよい。

以上説明したように、この実施の形態３によれば、ストレスマイグレーションを緩和することができるレイアウトを設計することができる。

（実施の形態４）
つぎに、実施の形態４にかかる設計支援装置について説明する。実施の形態１〜３では、ダミービアを配置したり、配線パターンを変更する例について説明したが、実施の形態４では、２以上のビアを一定距離離れた位置に配置する例について説明する。まず、冗長ビアについて説明する。図１５−１は、冗長ビアについて示す側断面図である。

図１５−１において、上層配線１５０１と下層配線１５０２とがビア１５０３およびビア１５０４とにより電気的に接続されている。このように、互いに隣接する２つ以上のビアを打つことにより、電気的な接続の信頼性を高めることができ、さらに歩留まりを向上させることができる。このような冗長ビアは広く知られている。

つぎに、この発明の実施の形態４にかかる冗長ビアについて説明する。図１５−２は、この発明の実施の形態４にかかる冗長ビアについて示す平断面図である。図１５−２において、配線１５１０上にビア１５１１が配置されている。

また、配線１５１０と接続されている配線上にビア１５１２が配置されている。このように、実施の形態４では、ビア１５１１の周囲であり、かつ一定距離離れた位置に冗長ビアを配置する。このように、冗長ビアを構成する各ビアを一定距離以上離間することにより、ゴミなどにより冗長ビアを構成する各ビアが不良となることを防ぐことができる。

つぎに、この発明の実施の形態４にかかる設計支援装置の設計処理手順について説明する。図１６は、この発明の実施の形態４にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について示すフローチャートである。図１６のフローチャートにおいて、まず、回路情報が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１６０１）。そして、入力されるのを待って（ステップＳ１６０１：Ｎｏ）、入力された場合（ステップＳ１６０１：Ｙｅｓ）、ビアを特定する（ステップＳ１６０２）。

そして、冗長ビアを生成する候補が検索されたか否かを判断する（ステップＳ１６０３）。生成する候補が検索された場合（ステップＳ１６０３：Ｙｅｓ）、冗長ビアを生成する（ステップＳ１６０４）。これにより、一連の処理を終了する。一方、生成する候補が検索されなかった場合（ステップＳ１６０３：Ｎｏ）、一連の処理を終了する。

上述したフローチャートでは、すでに配置されているビアに隣接するように当該ビアと異なるビアを配置することにより、冗長ビアを構成する例について説明したが、たとえば、レイアウトを作成する際に、冗長ビアを配置することとしてもよい。具体的には、たとえば、配線と２つのビアを組み合わせたセットビアを用いて、レイアウトを設計することとしてもよい。

このように、実施の形態４によれば、ストレスマイグレーションを緩和することができる。また、１つのごみによって冗長ビアが双方とも不良となることを防ぐことができる。そのため、電気的な接続の信頼性を高めることができ、さらに歩留まりを向上させることができる。

以上説明したように、設計支援プログラム、記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置によれば、半導体集積回路の長寿命化、および設計期間の短縮を同時に実現することができる。

なお、本実施の形態１〜４で説明した設計支援方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

また、上述した各処理手順（図３、図５、図９、図１４、図１６）では、設計フロー上必要となった場合に設計支援プログラムを起動することで実行されるが、常時起動しており、Ｓ３０１、Ｓ５０１、Ｓ９０１、Ｓ１４０１、Ｓ１６０１などの条件が成立した場合に走ることとしてもよい。

（付記１）レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出させる検出工程と、
前記配線間を接続しないダミービアの接続位置を、前記検出工程によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された接続位置に前記ダミービアを挿入させる挿入工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。

（付記２）前記ダミービアの接続位置が、レイアウトに関する設計ルールに違反しているか否かを判断させる判断工程をコンピュータに実行させ、
前記挿入工程は、前記判断工程によって設計ルールに違反していないと判断された場合に、前記ダミービアを挿入させることを特徴とする付記１に記載の設計支援プログラム。

（付記３）前記ダミービアには、当該ダミービアが、前記設計対象回路の設計ルールチェックの対象外であることを示す識別情報が付加させていることを特徴とする付記１に記載の設計支援プログラム。

（付記４）レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出させる検出工程と、
ストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）の集合の中から、前記検出工程によって検出された交換対象配線パターンよりも前記ストレスマイグレーションを緩和させる形状変形配線パターンを検索させる配線パターン検索工程と、
前記交換対象配線パターンを、前記検索工程によって検索された形状変形配線パターンに置換させる置換工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。

（付記５）前記検索工程は、前記交換対象配線パターン内を移動するベーカンシーの移動距離よりも移動距離が長くなる形状変形配線パターンを検索させることを特徴とする付記４に記載の設計支援プログラム。

（付記６）前記検索工程は、前記交換対象配線パターンの屈曲部の数よりも屈曲部の数が多くなる形状変形配線パターンを検索させることを特徴とする付記４に記載の設計支援プログラム。

（付記７）レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索させる検索工程と、
前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付けさせる指定工程と、
前記検索工程によって検索された挿入位置に、前記指定工程によって指定された組み合わせパターンを挿入させる挿入工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。

（付記８）付記１〜付記７のいずれか一つに記載の設計支援プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。

（付記９）レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出する検出工程と、
前記配線間を接続しないダミービアの接続位置を、前記検出工程によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された接続位置に前記ダミービアを挿入する挿入工程と、
を含むことを特徴とする設計支援方法。

（付記１０）レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出する検出工程と、
ストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）の集合の中から、前記検出工程によって検出された交換対象配線パターンよりも前記ストレスマイグレーションを緩和させる形状変形配線パターンを検索する配線パターン検索工程と、
前記交換対象配線パターンを、前記検索工程によって検索された形状変形配線パターンに置換する置換工程と、
含むことを特徴とする設計支援方法。

（付記１１）レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索する検索工程と、
前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付ける指定工程と、
前記検索工程によって検索された挿入位置に、前記指定工程によって指定された組み合わせパターンを挿入する挿入工程と、
を含むことを特徴とする設計支援方法。

（付記１２）レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出する検出手段と、
前記配線間を接続しないダミービアの接続位置を、前記検出手段によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された接続位置に前記ダミービアを挿入する挿入手段と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置。

（付記１３）レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出する検出手段と、
ストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）の集合の中から、前記検出手段によって検出された交換対象配線パターンよりも前記ストレスマイグレーションを緩和させる形状変形配線パターンを検索する配線パターン検索手段と、
前記交換対象配線パターンを、前記検索手段によって検索された形状変形配線パターンに置換する置換手段と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置。

（付記１４）レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索する検索手段と、
前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付ける指定手段と、
前記検索手段によって検索された挿入位置に、前記指定手段によって指定された組み合わせパターンを挿入させる挿入手段と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置。

以上のように、本発明にかかる設計支援プログラム、記録媒体、設計支援方法、および設計支援装置は、半導体集積回路のレイアウト設計に有用であり、特に、配線のレイアウト設計に適している。

この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 ダミービアについて示す側断面図である。 この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について示すフローチャートである。 接続位置の候補が設計ルール違反と判断される例について示す側断面図である。 この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の他の設計処理手順について示すフローチャートである。 ジャンパービアについて示す平断面図である。 この発明の実施の形態１にかかる設計支援装置の機能的構成について示すブロック図である。 バッファ構造について示す平断面図である。 この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について示すフローチャートである。 配線ライブラリについて示す説明図である。 設計ルール違反となる部品の形状について示す平断面図である。 この発明の実施の形態２にかかる設計支援装置の機能的構成について示すブロック図である。 セットビアのパターンについて示す側断面図である。 この発明の実施の形態３にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について示すフローチャートである。 冗長ビアについて示す側断面図である。 この発明の実施の形態４にかかる冗長ビアについて示す平断面図である。 この発明の実施の形態４にかかる設計支援装置の設計支援処理手順について示すフローチャートである。

符号の説明

２０１ 上層配線
２０２ 下層配線
２０３、２０５ ビア
２０４ 下層配線
２０６、２０７ ダミービア
７０１ 検出部
７０２ 決定部
７０３ 判断部
７０４ 挿入部

Claims (10)

1. レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出させる検出工程と、
   前記配線間を接続しないダミービアの接続位置を、前記検出工程によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定させる決定工程と、
   前記決定工程によって決定された接続位置に前記ダミービアを挿入させる挿入工程と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。
2. レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出させる検出工程と、
   ストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）の集合の中から、前記検出工程によって検出された交換対象配線パターンよりも前記ストレスマイグレーションを緩和させる形状変形配線パターンを検索させる配線パターン検索工程と、
   前記交換対象配線パターンを、前記検索工程によって検索された形状変形配線パターンに置換させる置換工程と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。
3. レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索させる検索工程と、
   前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付けさせる指定工程と、
   前記検索工程によって検索された挿入位置に、前記指定工程によって指定された組み合わせパターンを挿入させる挿入工程と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の設計支援プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
5. レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出する検出工程と、
   前記配線間を接続しないダミービアの接続位置を、前記検出工程によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定する決定工程と、
   前記決定工程によって決定された接続位置に前記ダミービアを挿入する挿入工程と、
   を含むことを特徴とする設計支援方法。
6. レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出する検出工程と、
   ストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）の集合の中から、前記検出工程によって検出された交換対象配線パターンよりも前記ストレスマイグレーションを緩和させる形状変形配線パターンを検索する配線パターン検索工程と、
   前記交換対象配線パターンを、前記検索工程によって検索された形状変形配線パターンに置換する置換工程と、
   含むことを特徴とする設計支援方法。
7. レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索する検索工程と、
   前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付ける指定工程と、
   前記検索工程によって検索された挿入位置に、前記指定工程によって指定された組み合わせパターンを挿入する挿入工程と、
   を含むことを特徴とする設計支援方法。
8. レイアウト情報によって表現された設計対象回路から配線間を接続するビアを検出する検出手段と、
   前記配線間を接続しないダミービアの接続位置を、前記検出手段によって検出されたビアに接続された配線のうち、少なくとも一つの配線上の位置に決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された接続位置に前記ダミービアを挿入する挿入手段と、
   を備えたことを特徴とする設計支援装置。
9. レイアウト情報によって表現された設計対象回路から交換対象となる配線パターン（以下、「交換対象配線パターン」という）を検出する検出手段と、
   ストレスマイグレーションを緩和させるように形状を変形させた配線パターン（以下、「形状変形配線パターン」）の集合の中から、前記検出手段によって検出された交換対象配線パターンよりも前記ストレスマイグレーションを緩和させる形状変形配線パターンを検索する配線パターン検索手段と、
   前記交換対象配線パターンを、前記検索手段によって検索された形状変形配線パターンに置換する置換手段と、
   を備えたことを特徴とする設計支援装置。
10. レイアウト情報によって表現された設計対象回路の中からビアの挿入位置を検索する検索手段と、
    前記設計対象回路の中から、配線間を接続するビアと前記配線間を接続しないダミービアと、の組み合わせパターンの指定を受け付ける指定手段と、
    前記検索手段によって検索された挿入位置に、前記指定手段によって指定された組み合わせパターンを挿入させる挿入手段と、
    を備えたことを特徴とする設計支援装置。

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