JP2011242541A - 半導体集積回路装置、および標準セルの端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体集積回路装置の設計ＴＡＴの増大や歩留まり低下の要因となるホットスポットが生じにくい、標準セルの端子に係る配線構造を提供する。
【解決手段】半導体集積回路装置は、第１方向に隣接配置された第１および第２の標準セル１０，２０を含む。第１方向に直交する第２方向に延びる出力端子部１１および入力端子部２１を電気的に接続するように、接続配線２５が第１方向に延びるように配置されている。出力端子部１１は接続配線２５が接続された領域を基点として、第２方向における第１の向きに延びている一方、その逆の第２の向きに延びておらず、入力端子部２１は接続配線２５が接続された領域を基点として、第２方向における第２の向きに延びている一方、第１の向きに延びていない。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路装置に使用する標準セルの端子に係る配線構造に関する。

従来から、標準セルと呼ばれる回路部品を配置することによって、半導体集積回路のレイアウトを設計することが行われている。標準セルとは、ＮＡＮＤゲート、ＮＯＲゲート、ＩＮＶゲート、フリップフロップ（ＦＦ）等の機能ブロックを実現するものであり、内部配線形状が予め設計されている。標準セル方式の半導体集積回路設計では、通常、ライブラリに登録された標準セルを列状に並べて、自動配置配線ツールを用いて配線を行い、所望の半導体集積回路を実現する。特許文献１，２には、特徴を持った端子構造を有する標準セルの例が開示されている。

また、近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、微細化が益々進んでいる。この微細化は、マスクプロセス技術、光リソグラフィ技術およびエッチング技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。ここで、パターンサイズが十分大きい時代には、設計パターンに忠実なマスクパターンを作成し、そのマスクパターンを投影光学系によってウェハ上に転写し、下地をエッチングすることによって、ほぼ設計通りのパターンをウェハ上に形成することができた。しかし、パターンの微細化が進むにつれて、各プロセスでパターンを忠実に形成することが困難になってきており、最終仕上り寸法が設計通りにならないという問題が生じてきた。

この問題を解決するために、各プロセスでの変換差を考慮して、最終仕上り寸法が設計パターン寸法と等しくなるよう、設計パターンと異なるマスクパターンを作成する処理が非常に重要になっている。

このような中、近年ではより一層の微細化に伴い、リソグラフィ工程におけるｋ１値（ｋ１＝Ｗ／（ＮＡ／λ）、Ｗ：設計パターンの寸法、λ：露光装置の露光波長、ＮＡ：露光装置に使用されているレンズの開口数）が益々低減している。この結果、いわゆる光近接効果（ＯＰＥ：Optical Proximity Effect）がより増大する傾向にあるため、補正のためのＯＰＣ（Optical Proximity Correction）処理の負荷が非常に大きくなっている。

そして、微細化がさらに進むと、ＯＰＣ処理による補正は完全とはいえなくなり、設計パターンと最終仕上がり寸法の乖離は大きくなっていく。このような、ＯＰＣ処理によるマスク補正が困難な設計パターンはホットスポットと呼ばれる。特許文献３には、ホットスポットを発生させない配線形状の例が開示されている。

特開平２−１９５２号公報 特開２００２−１６１４４号公報 特開２００８−２５８４２５号公報

図１３（Ａ）は端子とその接続配線の設計パターンと実際の仕上がり形状との関係を示す図である。図１３（Ａ）では、出力端子部１０１と入力端子部１０２とが平行に配置されている。そして、出力端子部１０１と入力端子部１０２とを接続するように、同一配線層に接続配線１０３が配置されている。すなわち、同一配線層に形成されたセル端子とその接続配線の形状が、『コ』の字状、すなわち凹形状になっている。

このような凹形状の配線形状は、ＯＰＣ処理を行わないと、光の干渉により、最終仕上がり形状が設計パターンから大きく変化する。すなわち、太実線で示すように、出力端子部１０１と接続配線１０３とに挟まれた凹部が外側に膨らみ（向きａ１）、同様に、入力端子部１０２と接続配線１０３とに挟まれた凹部が外側に膨らむ（向きａ２）。このため、ＯＰＣ処理では、向きａ１と逆の向きｂ１や向きａ２の逆の向きｂ２に、設計パターンを補正する必要がある。

図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の部分Ｘの拡大図であり、ＯＰＣ補正後の設計パターン１０５と最終仕上がり形状１０６を示している。図１３（Ｂ）に示すように、ＯＰＣ処理によって、入力端子部１０２と接続配線１０３とに挟まれた凹部が外側に膨らむことは解消されている。ところが、入力端子部１０２の最終仕上がり形状の端子幅が、ＯＰＣ補正前の元の設計パターンと比べて小さくなっている。本願明細書では、これを第１のホットスポットという。第１のホットスポットの発生を避けるためには、ＯＰＣ補正後の設計パターン１０５について、入力端子部１０２や出力端子部１０３の端子幅を拡げることが考えられる。ところが、入力端子部１０２と出力端子部１０３とは、図面横方向において対向しているため、設計パターンの端子幅を拡げると、相手方との干渉が生じやすくなる。また、図１３（Ａ）に示すように、別の配線１０４が隣接配置されている場合には、端子幅を拡げることは実際上困難である。すなわち、凹形状の配線形状では、第１のホットスポットが生じやすいという問題が生じる。

図１４は端子とその接続配線の、ＯＰＣ補正後の設計パターンと実際の仕上がり形状との関係を示す図である。図１４では、出力端子部１１１と入力端子部１１２とが図面縦方向にずらして配置されている。そして、出力端子部１１１と入力端子部１１２とを接続するように、同一配線層に接続配線１１３が配置されている。すなわち、同一配線層に形成されたセル端子とその接続配線の形状が、クランク状になっている。

図１４において、１１５はＯＰＣ補正後の設計パターン、１１６は最終仕上がり形状である。図１４に示すように、ＯＰＣ処理によって、出力端子部１１１と接続配線１１３とに挟まれた凹部が外側に膨らむことや、入力端子１１２と接続配線１１３とに挟まれた凹部が外側に膨らむことは解消されている。ところが、接続配線１１３の最終仕上がり形状の端子幅が、ＯＰＣ補正前の元の設計パターンと比べて小さくなっている。本願明細書では、これを第２のホットスポットという。

従来は、設計パターン中にホットスポットとなる配線形状を検出した場合、そのような配線形状を作らないように、再度、レイアウト設計をやり直していた。つまり、半導体集積回路装置のレイアウトにホットスポットが存在すると、設計の後戻りが生じるため、半導体集積回路設計のＴＡＴ（Turn Around Time)が増大するという問題があった。

また、上述したような第１および第２のホットスポットが存在すると、配線形状の最終仕上がりの一部が細ってしまい、場合によっては配線の断線が生じるため、これが半導体集積回路装置の歩留まりを低下させる要因となってしまう。

前記の問題に鑑み、本発明は、半導体集積回路装置の設計ＴＡＴの増大や歩留まり低下の要因となるホットスポットが生じにくい、標準セルの端子に係る配線構造を提供することを目的とする。

本発明の第１態様では、第１方向において隣接して配置された第１および第２の標準セルを含む半導体集積回路装置は、前記第１の標準セルの出力端子として前記第１方向と直交する第２方向に延びるように配置された出力端子部と、前記第２の標準セルの入力端子として前記第２方向に延びるように配置された入力端子部と、前記出力端子部と前記入力端子部とを電気的に接続するように、前記第１方向に延びるように配置された接続配線とを備え、前記出力端子部、前記入力端子部および前記接続配線は、同一の金属配線層に形成されており、前記出力端子部は、前記接続配線が接続された領域を基点として、前記第２方向における第１の向きに延びている一方、前記第１の向きとは逆の第２の向きに延びておらず、前記入力端子部は、前記接続配線が接続された領域を基点として、前記第２方向における前記第２の向きに延びている一方、前記第１の向きに延びていない。

この第１態様によると、半導体集積回路装置において、同一方向に延びるように配置された出力端子部と入力端子部は、同一配線層に形成された、直交する方向に延びる接続配線によって接続されている。そして出力端子部は、接続配線が接続された領域を基点として、一方の向きにだけ延びている一方、入力端子部は、接続配線が接続された領域を基点として、他方の向きにだけ延びている。すなわち、出力端子部、接続配線および入力端子部は、『コ』の字状、すなわち凹形状になっておらず、上述した第１のホットスポットが生じやすい配線形状が回避されている。これにより、設計の後戻りや、あるいは、配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

本発明の第２態様では、標準セルの端子構造は、前記標準セルの入力端子として第１方向に延びるように配置された入力端子部と、前記標準セルの出力端子として前記第１方向に延びるように配置された出力端子部とを備え、前記入力端子部および前記出力端子部は、前記第１方向に直交する第２方向に見て重なりを有しており、前記入力端子部は、前記重なりの領域を基点として、前記第１方向における第１の向きに延びている一方、前記第１の向きとは逆の第２の向きに延びておらず、前記出力端子部は、前記重なりの領域を基点として、前記第１方向における前記第２の向きに延びている一方、前記第１の向きに延びていない。

この第２態様によると、標準セルにおいて、第１方向に延びるように配置された出力端子部と入力端子部は、これらに直交する第２方向に見て重なりを有している。そして入力端子部は、重なりの領域を基点として、一方の向きにだけ延びている一方、出力端子部は、重なりの領域を基点として、他方の向きにだけ延びている。このような端子構造を持つ標準セルを第２方向に並べて配置することによって、上述した第１のホットスポットが生じやすい配線形状を回避することができる。これにより、設計の後戻りや、あるいは、配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

本発明の第３態様では、標準セルを含む半導体集積回路装置は、前記標準セルの出力端子として、第１方向に延びるように配置された出力端子部と、前記標準セルの入力端子として、前記第１方向に延びるように配置された入力端子部と、前記出力端子部と接続されており、前記第１方向と直交する第２方向において、前記出力端子部から第１の向きに延びるように配置された第１の配線と、前記出力端子部と接続されており、前記第２方向において、前記出力端子部から前記第１の向きの逆である第２の向きに延びるように配置された第２の配線とを備え、前記出力端子部、前記入力端子部、並びに前記第１および第２の配線は、同一の金属配線層に形成されており、前記第１および第２の配線は、前記第２方向に見たとき、重なりを有しておらず、前記出力端子部の、前記第１の配線が接続された部分と前記第２の配線が接続された部分との間における端子幅は、前記入力端子部の端子幅よりも、大きい。

この第３態様によると、第１方向に延びる出力端子部に、第２の方向において第１の向きに延びる第１の配線と、第１の向きの逆である第２の向きに延びる第２の配線とが、接続されている。そして、第１および第２の配線は、第２の方向に見たとき、重なりを有していない。すなわち、出力端子部と第１および第２の配線が、クランク状の配線構造、すなわち、上述した第２のホットスポットが生じやすい形状の配線構造になっている。ただし、出力端子部の端子幅が、入力端子部の端子幅よりも、大きくなっているので、第２のホットスポットの発生を回避することができる。これにより、設計の後戻りや、あるいは、配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

本発明の第４態様では、第１方向において隣接して配置された第１および第２の標準セルを含む半導体集積回路装置は、前記第１の標準セルの出力端子として、前記第１方向と直交する第２方向に延びるように配置された出力端子部と、前記第２の標準セルの入力端子として、前記第２方向に延びるように配置された入力端子部と、前記出力端子部と前記入力端子部とを電気的に接続するように、前記第１方向に延びるように配置された接続配線とを備え、前記出力端子部、前記入力端子部および前記接続配線は、同一の金属配線層に形成されており、前記出力端子部と前記入力端子部とは、前記第２方向において、位置および長さが同一であり、前記接続配線は、配線幅が前記出力端子部および入力端子部の長さと同一であり、かつ、前記第２方向における位置が、前記出力端子部および入力端子部と同一である。

この第４態様によると、半導体集積回路装置において、同一方向に延びるように配置された出力端子部と入力端子部は、同一配線層に形成された、直交する方向に延びる接続配線によって接続されている。そして、接続配線は、配線幅が出力端子部および入力端子部の長さと同一であり、かつ、出力端子部および入力端子部が延びる方向における位置が、出力端子部および入力端子部と同一である。すなわち、出力端子、接続配線および入力端子部からなる配線構造は、『コ』の字状、すなわち凹形状にも、また、クランク状にもなっておらず、よって、上述した第１のホットスポットや第２のホットスポットが生じやすい配線形状が回避されている。これにより、設計の後戻りや、あるいは、配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

本発明によると、上述した第１および第２のホットスポットが生じにくい、標準セルの端子に係る配線構造を提供することができる。このため、設計の後戻りを回避できるのでＴＡＴの短縮を実現できるとともに、配線の断線発生を抑制できるので、製造歩留まりを向上させることができる。

実施形態１に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。 実施形態２に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。 （Ａ）は実施形態３に係る標準セルの端子構造を示す模式図、（Ｂ）は（Ａ）の標準セルを用いた半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。 実施形態４に係る標準セルの端子構造を示す模式図である。 実施形態５に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。 図５で示した標準セルにおける、出力端子部に関連する内部構造の一例を示す図である。 実施形態５に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造の他の例を示す模式図である。 実施形態６に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造の他の例を示す模式図である。 実施形態に係る配線構造を標準セルに採用した場合の、実際の半導体集積回路装置のレイアウト構造の一例を示す図である。 図９における一部の標準セルの構造を詳細に示す図であり、（ａ）は論理図、（ｂ）は平面図、（ｃ），（ｄ）は断面図である。 図９における一部の標準セルの構造を示す図であり、（ａ）は論理図、（ｂ）は平面図、（ｃ），（ｄ）は断面図である。 実施形態に係る配線構造を標準セルに採用した場合の、実際の半導体集積回路装置のレイアウト構造の一例を示す図である。 第１のホットスポットの発生を説明するための図である。 第２のホットスポットの発生を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は実施形態１に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。図１において、第１の標準セル１０と第２の標準セル２０とが、図面横方向（第１方向）において隣接して配置されている。第１の標準セル１０には、図面縦方向（第２方向）に延びるように、出力端子部１１が配置されている。出力端子部１１は第１の標準セル１０の出力端子として機能する。第２の標準セル２０には、図面縦方向に延びるように、入力端子部２１が配置されている。入力端子部２１は第２の標準セル２０の入力端子として機能する。

接続配線２５は、出力端子部１１と入力端子部２１とを電気的に接続するように、図面横方向に延びるように配置されている。出力端子部１１、入力端子部２１および接続配線２５は、同一の金属配線層に形成されている。なお、出力端子部１１と入力端子部２１とを電気的に接続するために、これらと異なる配線層を利用して接続配線を形成することも考えられるが、この場合には、接続配線の配線長が長くなるとともに上下の配線層を接続するためのコンタクトを設ける必要がある。このため、配線長の最短化のために、例えば自動配置配線ツールでは、同一配線層における接続配線が多用される。

そして、出力端子部１１は、接続配線２５が接続された領域を基点として、図面縦方向における上向き（第１の向き）に延びている。下向き（第２の向き）には延びていない。また、入力端子部２１は、接続配線２５が接続された領域を基点として、図面縦方向における下向きに延びている。上向きには延びていない。すなわち、接続配線２５の上側には出力端子部１１のみが延びており、接続配線２５の下側には入力端子部２１のみが延びている。言いかえると、出力端子部１１の、接続配線２５が接続された領域から延びた部分（領域Ａ１１）は、図面横方向において、入力端子部２１と対向していない。同様に、入力端子部２１の、接続配線２５が接続された領域から延びた部分（領域Ａ２１）は、図面横方向において、出力端子部１１と対向していない。

このように本実施形態では、同一配線層に形成されたセル端子とその接続配線の形状が、『コ』の字状、すなわち凹形状になっていない。すなわち、上述した第１のホットスポットが生じやすい配線形状が未然に回避されている。これにより、設計の後戻り、あるいは配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。また、凹形状の配線構造の場合、例えば出力端子部のマスクを拡げようとすると、対向する配線部分すなわち入力端子部との干渉が生じやすいため、困難である。これに対して本実施形態では、出力端子部１１および入力端子部２１のいずれも、対向する配線部分が存在しないため、マスクを容易に拡げることができる。

また、図１の構成では、クランク状の配線構造、すなわち、上述した第２のホットスポットが生じやすい形状の配線構造になっている。このため、第２のホットスポットの発生を回避するためには、接続配線２５の配線幅Ｗ２５は、図１中破線で示したように、出力端子部１１の端子幅Ｗ１１および入力端子部２１の端子幅Ｗ２１以上であることが好ましい。

なお、図１の構成では、出力端子部１１の下辺は接続配線２５の下辺とほぼ同一直線上に位置しているが、これに限られるものではなく、例えば、出力端子部１１の下辺が接続配線２５の上辺と下辺との間に位置しており、接続配線２５の左辺が出力端子部１１の左辺の位置まで延びていてもよい。同様に、入力端子部２１の上辺は接続配線２５の上辺とほぼ同一直線上に位置しているが、これに限られるものではなく、例えば、入力端子部２１の上辺が接続配線３１の上辺と下辺との間に位置しており、接続配線２５の右辺が入力端子部２１の右辺の位置まで延びていてもよい。

また、出力端子部１１は、第１の標準セル１０の、第２の標準セル２０に最も近い出力端子を構成するものであることが好ましい。また、入力端子部２１は、第２の標準セル２０の、第１の標準セル１０に最も近い出力端子を構成するものであることが好ましい。

（実施形態２）
図２は実施形態２に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。図２において、図１と共通の構成要素には図１と同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する。

図２の構成でも図１と同様に、出力端子部１１Ａの、接続配線２５が接続された領域から上向きに延びた部分は、図面横方向において、入力端子部２１Ａと対向しておらず、入力端子部２１Ａの、接続配線２５が接続された領域から下向きに延びた部分は、図面横方向において、出力端子部１１Ａと対向していない。すなわち、同一配線層に形成されたセル端子とその接続配線の形状が、『コ』の字状、すなわち凹形状になっておらず、上述した第１のホットスポットが生じやすい配線形状が未然に回避されている。

さらに本実施形態では、出力端子部１１Ａは、図面横方向における接続配線２５とは逆の方（左方）に突出するように形成された突出部１３を有している。また、入力端子部２１Ａは、図面横方向における接続配線２５とは逆の方（右方）に突出するように形成された突出部２３を有している。

例えば自動配置配線ツールでは、一般的に、標準セルの入力端子または出力端子の形状面積が大きいほど、端子間の配線接続が容易になり、配線混雑が緩和される傾向がある。このため、本実施形態のように、出力端子部１１Ａに突出部１３を設けるとともに入力端子部２１Ａに突出部２３を設けることによって、端子部の面積が大きくなるので、端子間の配線混雑が緩和されるという効果を得ることができる。しかも、突出部１３，２３は図面横方向に突出するように設けられているので、実施形態１の配線構造におけるホットスポットが生じにくいという効果を損なうことがない。

なお、本実施形態では、出力端子部と入力端子部の両方が突出部を有するものとしたが、これに限られるものではなく、出力端子部と入力端子部のいずれか一方のみが、接続配線とは逆の方に突出するように形成された突出部を有していてもかまわない。この場合も、本実施形態と同様の効果が得られる。

（実施形態３）
図３（Ａ）は実施形態３に係る標準セルの端子構造を示す模式図である。図３（Ａ）において、標準セル３０には、図面縦方向（第１方向）に延びるように、入力端子部３１と出力端子部３２とが配置されている。入力端子部３１は標準セル３０の入力端子として機能し、出力端子部３２は標準セル３０の出力端子として機能する。

入力端子部３１および出力端子部３２は、図面横方向（第２方向）に見て、重なりを有している（領域ＯＶ１）。そして、入力端子部３１は、この重なり領域ＯＶ１を基点として、図面縦方向における下向き（第１の向き）に延びている。上向き（第２の向き）には延びていない。また、出力端子部３２は、この重なり領域ＯＶ１を基点として、図面縦方向における上向き（第２の向き）に延びている。下向き（第１の向き）には延びていない。すなわち、重なり領域ＯＶ１の下側には入力端子部３１のみが延びており、重なり領域ＯＶ１の上側には出力端子部３２のみが延びている。言いかえると、入力端子部３１の、重なり領域ＯＶ１から延びた部分（領域Ａ３１）は、図面横方向において、出力端子部３２と対向していない。同様に、出力端子部３２の、重なり領域ＯＶ１から延びた部分（領域Ａ３２）は、図面横方向において、入力端子部３１と対向していない。入力端子部３１と出力端子部３２とが対向しているのは、重なり領域ＯＶ１の範囲のみである。

図３（Ｂ）は図３（Ａ）の標準セルを用いた半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。図３（Ｂ）において、第１の標準セル３０ａと第２の標準セル３０ｂとが図面横方向において隣接して配置されている。第１の標準セル３０ａおよび第２の標準セル３０ｂはともに、図３（Ａ）の標準セル３０と同様の端子構造を有している。すなわち、第１の標準セル３０ａは、図３（Ａ）と同様の、入力端子部４１および出力端子部４２を有しており、第２の標準セル３０ｂは、図３（Ａ）と同様の、入力端子部４３および出力端子部４４を有している。なお、第１の標準セル３０ａと第２の標準セル３０ｂの機能は、同一の場合もあるし、異なっている場合もある。

そして、例えば自動配置配線ツールによって、接続配線４５が配置される。接続配線４５は、第１の標準セル３０ａの出力端子部４２と第２の標準セル３０ｂの入力端子部４３とを電気的に接続するように、図面横方向に延びるように配置されている。また接続配線４５は、出力端子部４２および入力端子部４３と同一の金属配線層に形成されている。

図３（Ｂ）に示すように、同一配線層に形成されたセル端子とその接続配線の形状が、『コ』の字状、すなわち凹形状になっていない。すなわち、図３（Ａ）に示すような端子構造を有する標準セルを用いることによって、上述した第１のホットスポットが生じやすい配線形状を未然に回避することができる。これにより、設計の後戻り、あるいは配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

なお、標準セルの構成によっては、入力端子および出力端子の一方または両方が、複数設けられている場合がある。この場合、標準セルの中で最も外側にある入力端子と、その逆側の最も外側にある出力端子とが、図３（Ａ）に示すような関係にあれば、本実施形態の効果が得られる。すなわち、入力端子部３１は、図面横方向における両側の外郭のうちの一方（図では左側の外郭）に最も近い入力端子を構成するものであり、出力端子部３２は、図面横方向における両側の外郭のうちの他方（図では右側の外郭）に最も近い出力端子を構成するものであるのが好ましい。

（実施形態４）
図４は実施形態４に係る標準セルの端子構造を示す模式図である。図４において、図３（Ａ）と共通の構成要素には図３（Ａ）と同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する。

図４の構成でも図３（Ａ）と同様に、入力端子部３１Ａおよび出力端子部３２Ａは、図面横方向に見て、重なりを有している。そして、入力端子部３１Ａの、重なり領域から下向きに延びた部分は、図面横方向において、出力端子部３２Ａと対向しておらず、出力端子部３２Ａの、重なり領域から上向きに延びた部分は、図面横方向において、入力端子部３１Ａと対向していない。すなわち、図４に示すような端子構造を有する標準セルを用いることによって、上述した第１のホットスポットが生じやすい『コ』の字状、すなわち凹形状の配線形状を未然に回避することができる。

さらに本実施形態では、入力端子部３１Ａは、図面横方向における、標準セル３０の中心ＣＥＮの方（左方）に突出するように形成された突出部３３を有している。また、出力端子部３２Ａは、図面横方向における、標準セル３０の中心ＣＥＮの方（右方）に突出するように形成された突出部３４を有している。

例えば自動配置配線ツールでは、一般的に、標準セルの入力端子または出力端子の形状面積が大きいほど、端子間の配線接続が容易になり、配線混雑が緩和される傾向がある。このため、本実施形態のように、入力端子部３１Ａに突出部３３を設けるとともに出力端子部３２Ａに突出部３４を設けることによって、端子部の面積が大きくなるので、端子間の配線混雑が緩和されるという効果を得ることができる。しかも、突出部３３，３４は図面横方向に突出するように設けられているので、実施形態３のセル端子構造におけるホットスポットが生じにくいという効果を損なうことがない。

なお、本実施形態では、出力端子部と入力端子部の両方が突出部を有するものとしたが、これに限られるものではなく、出力端子部と入力端子部のいずれか一方のみが、標準セルの中心の方に突出するように形成された突出部を有していてもかまわない。この場合も、本実施形態と同様の効果が得られる。

（実施形態５）
図５は実施形態５に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。図５において、標準セル５０には、図面横方向（第１方向）に延びるように、出力端子部５１と入力端子部５２とが配置されている。出力端子部５１は標準セル５０の出力端子として機能し、入力端子部５２は標準セル５０の入力端子として機能する。

そして、出力端子部５１には、第１の配線５３と第２の配線５４とが接続されている。このような配線５３，５４は、例えば、出力端子部５１のファンアウト数が２以上の場合に、自動配置配線ツールによって配置される。第１の配線５３は、図面縦方向（第２方向）において、出力端子部５１から上向き（第１の向き）に延びるように配置されている。一方、第２の配線５４は、図面縦方向において、出力端子部５１から下向き（第２の向き）に延びるように配置されている。出力端子部５１、入力端子部５２、並びに第１および第２の配線５３，５４は、同一の金属配線層に形成されている。

ここで、第１および第２の配線５３，５４は、図面縦方向に見たとき、重なりを有していない。すなわち、出力端子部５１並びに第１および第２の配線５３，５４は、クランク状の配線構造、すなわち、上述した第２のホットスポットが生じやすい形状の配線構造になっている。そこで、第２のホットスポットの発生を回避するために、出力端子部５１の配線幅Ｗ５１を大きく設定している。ここでは、出力端子部５１の、第１の配線５３が接続された部分と第２の配線５４が接続された部分との間における端子幅Ｗ５１は、入力端子部５２の端子幅Ｗ５２よりも、大きくなっている。これにより、第２のホットスポットの発生を回避できるので、設計の後戻り、あるいは配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

図６は標準セル５０の、出力端子部５３に関連する内部構造の一例を示す図である。図６に示すように、標準セル５０の外郭に隣接して、ゲート電極５５を共有したトランジスタ５６，５７が配置されている。出力端子部５３は、トランジスタ５６，５７のドレインと接続されたセル内配線５８と、コンタクト５９を介して接続されている。

図７は本実施形態に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造の他の例を示す模式図である。図７において、図５と共通の構成要素には図５と同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する。図７の構成では、出力端子部５１と入力端子部５２とが、図面縦方向に見たとき、重なりを有している。それ以外は図５と同様である。すなわち、出力端子部５１並びに第１および第２の配線５３，５４は、クランク状の配線構造、すなわち、上述した第２のホットスポットが生じやすい形状の配線構造になっている。そして、出力端子部５１の、第１の配線５３が接続された部分と第２の配線５４が接続された部分との間における端子幅Ｗ５１は、入力端子部５２の端子幅Ｗ５２よりも、大きくなっている。これにより、図５と同様に、第２のホットスポットの発生を回避できるので、設計の後戻り、あるいは配線の断線発生による製造歩留まり低下を回避することができる。

（実施形態６）
図８は実施形態６に係る半導体集積回路装置におけるセル端子とその接続配線の構造を示す模式図である。図８において、第１の標準セル６０と第２の標準セル７０とが、図面横方向（第１方向）において隣接して配置されている。第１の標準セル６０には、図面縦方向（第２方向）に延びるように、出力端子部６１が配置されている。出力端子部６１は第１の標準セル６０の出力端子として機能する。第２の標準セル２０には、図面縦方向に延びるように、入力端子部７１が配置されている。入力端子部７１は第２の標準セル７０の入力端子として機能する。

接続配線６５は、出力端子部６１と入力端子部７１とを電気的に接続するように、図面横方向に延びるように配置されている。出力端子部６１、入力端子部７１および接続配線６５は、同一の金属配線層に形成されている。接続配線６５は、例えば自動配置配線ツールによって配置される。

ここで、出力端子部６１と入力端子部７１とは、図面縦方向において、位置および長さが同一である。そして、接続配線６５は、配線幅Ｗ６５が、出力端子部６１の長さＬ６１および入力端子部７１の長さＬ７１と同一であり、かつ、図面縦方向における位置が、出力端子部６１および入力端子部７１と同一である。言いかえると、図面横方向に見たとき、出力端子部６１、入力端子部７１および接続配線６５は、ほぼぴったりと重なっている。

このように本実施形態では、同一配線層に形成されたセル端子とその接続配線の形状が、『コ』の字状すなわち凹形状になっておらず、また、クランク状にもなっていない。すなわち、上述した第１のホットスポットや第２のホットスポットが生じやすい配線形状になっていない。このため、ホットスポットの発生を回避できるので、設計の後戻り、あるいは配線の断線発生による製造歩留の低下を回避することができる。

さらに本実施形態では、出力端子部６１は、図面横方向における接続配線６５とは逆の方（左方）に突出するように形成された突出部６３を有している。また、入力端子部７１は、図面横方向における接続配線６５とは逆の方（右方）に突出するように形成された突出部７３を有している。これにより、端子部の面積が大きくなるので、端子間の配線混雑が緩和されるという効果を得ることができる。しかも、突出部６３，７３は図面横方向に突出するように設けられているので、ホットスポットが生じにくいという効果を損なうことがない。

なお、本実施形態では、出力端子部と入力端子部の両方が突出部を有するものとしたが、これに限られるものではなく、出力端子部と入力端子部のいずれか一方のみが、接続配線とは逆の方に突出するように形成された突出部を有していてもかまわない。この場合も、本実施形態と同様の効果が得られる。

図９は上述の実施形態に係る配線構造を標準セルに採用した場合の、実際の半導体集積回路装置のレイアウト構造の一例を示す図である。図９では、矩形枠で示される標準セルが縦横に並べて配置されており、所定の論理を構成している。そして、上述の実施形態を採用した標準セルを太枠で囲んで示している。すなわち、最上列左側の２個の標準セル１０，２０に、図１に示した配線構造が採用されており、最下列左端の標準セル５０に、図７に示した配線構造が採用されている。図９において、図１および図７と共通の構成要素には図１および図７と同一の符号を付している。

図１０は図９の標準セル１０，２０の構造を詳細に示す図であり、（ａ）は論理図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。また、図１１は図９の標準セル５０の構造を示す図であり、（ａ）は論理図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。

図１２は上述の実施形態に係る配線構造を標準セルに採用した場合の、実際の半導体集積回路装置のレイアウト構造の他の例を示す図である。図１２でも図９と同様に、矩形枠で示される標準セルが縦横に並べて配置されており、所定の論理を構成している。そして、上述の実施形態を採用した標準セルを太枠で囲んで示している。すなわち、最上列左側の２個の標準セル１０，２０に、図１に示した配線構造が採用されており、中央列中央の標準セル５０に、図７に示した配線構造が採用されている。図１２において、図１および図７と共通の構成要素には図１および図７と同一の符号を付している。

なお、図９および図１２では、図１および図７に示した配線構造を標準セルに採用した例を示したが、上述の各実施形態で説明したその他の配線構造についても、同様に、標準セルに採用して、実際の半導体集積回路装置のレイアウト構造に適用することは可能である。

本発明では、ホットスポットが生じにくい、標準セルの端子に係る配線構造を提供することができるので、半導体集積回路装置のＴＡＴの短縮や製造歩留まりの向上を実現することができる。このため、例えば、ＬＳＩの製造期間短縮やコストダウンに有効である。

１０ 第１の標準セル
１１，１１Ａ 出力端子部
１２ 第１の標準セルの外郭
１３ 突出部
２０ 第２の標準セル
２１，２１Ａ 入力端子部
２２ 第２の標準セルの外郭
２３ 突出部
２５ 接続配線
３０，３０ａ，３０ｂ 標準セル
３１，３１Ａ，４１，４３ 入力端子部
３２，３２Ａ，４２，４４ 出力端子部
３３，３４ 突出部
３５ 標準セルの外郭
５０ 標準セル
５１ 出力端子部
５２ 入力端子部
５３ 第１の配線
５４ 第２の配線
６０ 第１の標準セル
６１ 出力端子部
６３ 突出部
６５ 接続配線
７０ 第２の標準セル
７１ 入力端子部
７３ 突出部
ＣＥＮ 標準セルの中心

Claims (10)

1. 第１方向において隣接して配置された第１および第２の標準セルを含む半導体集積回路装置であって、
   前記第１の標準セルの出力端子として、前記第１方向と直交する第２方向に延びるように配置された出力端子部と、
   前記第２の標準セルの入力端子として、前記第２方向に延びるように配置された入力端子部と、
   前記出力端子部と前記入力端子部とを電気的に接続するように、前記第１方向に延びるように配置された接続配線とを備え、
   前記出力端子部、前記入力端子部および前記接続配線は、同一の金属配線層に形成されており、
   前記出力端子部は、前記接続配線が接続された領域を基点として、前記第２方向における第１の向きに延びている一方、前記第１の向きとは逆の第２の向きに延びておらず、
   前記入力端子部は、前記接続配線が接続された領域を基点として、前記第２方向における前記第２の向きに延びている一方、前記第１の向きに延びていない
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
2. 請求項１記載の半導体集積回路装置において、
   前記出力端子部および前記入力端子部のうち少なくともいずれか一方は、前記第１方向における前記接続配線とは逆の方に突出するように形成された、突出部を有している
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
3. 請求項１または２記載の半導体集積回路装置において、
   前記出力端子部は、前記第１の標準セルの、前記第２の標準セルに最も近い出力端子を構成するものであり、
   前記入力端子部は、前記第２の標準セルの、前記第１の標準セルに最も近い入力端子を構成するものである
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１項記載の半導体集積回路装置において、
   前記接続配線の配線幅は、前記出力端子部および入力端子部の端子幅以上である
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
5. 標準セルの端子構造であって、
   前記標準セルの入力端子として、第１方向に延びるように配置された入力端子部と、
   前記標準セルの出力端子として、前記第１方向に延びるように配置された出力端子部とを備え、
   前記入力端子部および前記出力端子部は、前記第１方向に直交する第２方向に見て、重なりを有しており、
   前記入力端子部は、前記重なりの領域を基点として、前記第１方向における第１の向きに延びている一方、前記第１の向きとは逆の第２の向きに延びておらず、
   前記出力端子部は、前記重なりの領域を基点として、前記第１方向における前記第２の向きに延びている一方、前記第１の向きに延びていない
   ことを特徴とする標準セルの端子構造。
6. 請求項５記載の標準セルの端子構造において、
   前記入力端子部および前記出力端子部のうち少なくともいずれか一方は、前記第２方向における、前記標準セルの中心の方に突出するように形成された、突出部を有している
   ことを特徴とする標準セルの端子構造。
7. 請求項５または６記載の標準セルの端子構造において、
   前記入力端子部は、前記標準セルの、前記第２方向における両側の外郭のうちの一方に最も近い入力端子を構成するものであり、
   前記出力端子部は、前記標準セルの、前記第２方向における両側の外郭のうちの他方に最も近い出力端子を構成するものである
   ことを特徴とする標準セルの端子構造。
8. 標準セルを含む半導体集積回路装置であって、
   前記標準セルの出力端子として、第１方向に延びるように配置された出力端子部と、
   前記標準セルの入力端子として、前記第１方向に延びるように配置された入力端子部と、
   前記出力端子部と接続されており、前記第１方向と直交する第２方向において、前記出力端子部から第１の向きに延びるように配置された第１の配線と、
   前記出力端子部と接続されており、前記第２方向において、前記出力端子部から前記第１の向きの逆である第２の向きに延びるように配置された第２の配線とを備え、
   前記出力端子部、前記入力端子部、並びに前記第１および第２の配線は、同一の金属配線層に形成されており、
   前記第１および第２の配線は、前記第２方向に見たとき、重なりを有しておらず、
   前記出力端子部の、前記第１の配線が接続された部分と前記第２の配線が接続された部分との間における端子幅は、前記入力端子部の端子幅よりも、大きい
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
9. 第１方向において隣接して配置された第１および第２の標準セルを含む半導体集積回路装置であって、
   前記第１の標準セルの出力端子として、前記第１方向と直交する第２方向に延びるように配置された出力端子部と、
   前記第２の標準セルの入力端子として、前記第２方向に延びるように配置された入力端子部と、
   前記出力端子部と前記入力端子部とを電気的に接続するように、前記第１方向に延びるように配置された接続配線とを備え、
   前記出力端子部、前記入力端子部および前記接続配線は、同一の金属配線層に形成されており、
   前記出力端子部と前記入力端子部とは、前記第２方向において、位置および長さが同一であり、
   前記接続配線は、配線幅が前記出力端子部および入力端子部の長さと同一であり、かつ、前記第２方向における位置が、前記出力端子部および入力端子部と同一である
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
10. 請求項９記載の半導体集積回路装置において、
    前記出力端子部および前記入力端子部のうち少なくともいずれか一方は、前記第１方向における前記接続配線とは逆の方に突出するように形成された、突出部を有している
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。

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