JP2012146845A - Design method of dummy pattern - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a design method of a dummy pattern capable of suppressing operation failure which is caused by a parasitic resistance of a metal wiring pattern PT of a semiconductor integrated circuit device, while suppressing increase in chip area.SOLUTION: There are generated data in which a via PT is arranged in matrix, a first wiring layer data containing a first wiring PT, a second wiring data layer containing a second wiring PT having a region that overlaps with the first wiring PT, data which is over-sized by a first value with respect to the second wiring PT, graphic data in which an overlapping region with the oversize PT is erased from the first wiring PT, data in which a graphic is under-sized by a second value and the graphic that is the second value or less is erased, first dummy PT data in which the undersize PT is over-sized by the second value to restore original size, data in which a via PT in the region corresponding to the first dummy PT is extracted from a plurality of vias PT, second wiring layer data in which the second wiring PT is synthesized with the first dummy PT, and second dummy PT data for filling a gap of the second wiring layer.

Description

本発明は、多層配線構造を有する半導体集積回路装置におけるダミーパターンの設計方法に関する。   The present invention relates to a method for designing a dummy pattern in a semiconductor integrated circuit device having a multilayer wiring structure.

半導体集積回路装置は、通常、複数の金属配線層と複数の絶縁層とが交互に積層された多層配線構造を有している。
このような多層配線構造を有する半導体集積回路装置では、金属配線パターンの面積や配置密度の違いによって複数の金属配線層が積層されている領域とそうでない領域とが混在しており、多層配線構造部における厚さのばらつきが生じる。
厚さのばらつきが大きいと、その段差部における絶縁層及び金属配線層の厚さが薄くなる。絶縁層の厚さが薄くなっている部分では絶縁性が悪化するため、積層方向における金属配線層間でショート不良が発生する場合がある。金属配線層の厚さが薄くなっている部分ではその部分の金属配線パターンが断線する場合がある。
そこで、金属配線層上に成膜された絶縁層の表面を、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing :化学的機械的研磨)法を用いて平坦化することが行われる。
A semiconductor integrated circuit device usually has a multilayer wiring structure in which a plurality of metal wiring layers and a plurality of insulating layers are alternately stacked.
In a semiconductor integrated circuit device having such a multilayer wiring structure, a region in which a plurality of metal wiring layers are stacked and a region in which a plurality of metal wiring layers are not stacked are mixed depending on the difference in area and arrangement density of the metal wiring pattern. Variation in thickness occurs in the part.
When the variation in thickness is large, the thickness of the insulating layer and the metal wiring layer at the stepped portion is reduced. Since the insulation is deteriorated in the portion where the thickness of the insulating layer is thin, a short circuit failure may occur between the metal wiring layers in the stacking direction. In the portion where the thickness of the metal wiring layer is thin, the metal wiring pattern of the portion may be disconnected.
Therefore, the surface of the insulating layer formed on the metal wiring layer is planarized by using, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.

しかしながら、金属配線層上に成膜された絶縁層の表面の段差が大きいと、平坦化するまでの研磨時間が長くなるので生産性を悪化させる要因となったり、下層の金属配線層を露出させてしまう場合がある。下層の金属配線層が露出した状態で平坦化された絶縁膜上に上層の金属配線層を形成すると、上層の金属配線層と下層の金属配線層とが露出した部分でショート不良が発生する場合がある。   However, if the level difference on the surface of the insulating layer formed on the metal wiring layer is large, the polishing time until flattening becomes longer, which may cause the productivity to deteriorate or expose the lower metal wiring layer. May end up. When the upper metal wiring layer is formed on the planarized insulating film with the lower metal wiring layer exposed, a short circuit failure occurs at the portion where the upper metal wiring layer and the lower metal wiring layer are exposed. There is.

そこで、金属配線層に回路構成とは無関係なダミーパターンを設けることにより、その金属配線層における金属配線パターンの配置密度のばらつきをダミーパターンで低減することが行われている(例えば特許文献1)。   Therefore, by providing a dummy pattern unrelated to the circuit configuration in the metal wiring layer, variation in the arrangement density of the metal wiring pattern in the metal wiring layer is reduced by the dummy pattern (for example, Patent Document 1). .

特開平9−115905号公報JP 9-115905 A

例えば図19に示すように、特許文献1に開示されているようなダミーパターン65は、一般的に、DRC(design rule check)を用いたCAD処理により、金属配線パターン64が形成されていない領域に、金属配線パターン64の密度のばらつきを低減する目的で一律にデータ生成される。
図19では後述の図8及び図18との比較を容易にするために、1層目の配線層61の金属配線パターン62上に、2層目の配線層63の金属配線パターン64及びダミーパターン65が配置された状態として示している。図19(b)は図19(a)のC−C線における断面図に対応する模式的断面図である。
For example, as shown in FIG. 19, the dummy pattern 65 as disclosed in Patent Document 1 is generally an area where the metal wiring pattern 64 is not formed by CAD processing using DRC (design rule check). In addition, data is uniformly generated for the purpose of reducing variations in the density of the metal wiring pattern 64.
In FIG. 19, in order to facilitate comparison with FIGS. 8 and 18 described later, the metal wiring pattern 64 and dummy pattern of the second wiring layer 63 are formed on the metal wiring pattern 62 of the first wiring layer 61. 65 is shown as an arranged state. FIG. 19B is a schematic cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line CC in FIG.

ところで、半導体プロセスの微細化技術の発達により、半導体集積回路の高密度化及び大規模化が進んでいる。これにより、金属配線パターンは、線幅が細く、かつ配線長が長くなる傾向にあり、金属配線パターンの寄生抵抗が回路の遅延に大きな影響を与えており、回路を誤動作させる要因の1つになっている。
また、電源配線用の金属配線パターンの寄生抵抗の効果は電源配線に流れる電流と相まって、個々の回路に供給される電圧の低下を引き起こす。この電圧の低下はIRドロップと称され、このIRドロップにより、タイミング遅延が発生し、半導体集積回路装置が動作不良を起こす場合がある。回路を安定的に動作させるためには、電源配線及びGND配線の線幅をそれぞれできるだけ太くして寄生抵抗を下げることが望ましい。しかしながら、電源配線及びGND配線の線幅を太くするとチップ面積が増大し、チップ面積に応じてチップコストが増大してしまうため、現実的に難しいのが実状である。
By the way, with the development of semiconductor process miniaturization technology, the density and scale of semiconductor integrated circuits are increasing. As a result, the metal wiring pattern tends to have a narrow line width and a long wiring length, and the parasitic resistance of the metal wiring pattern has a great influence on the delay of the circuit, which is one of the factors that cause the circuit to malfunction. It has become.
In addition, the effect of the parasitic resistance of the metal wiring pattern for the power supply wiring, combined with the current flowing through the power supply wiring, causes a drop in the voltage supplied to each circuit. This drop in voltage is referred to as an IR drop, and this IR drop may cause a timing delay, causing the semiconductor integrated circuit device to malfunction. In order to operate the circuit stably, it is desirable to reduce the parasitic resistance by increasing the line widths of the power supply wiring and the GND wiring as much as possible. However, if the line widths of the power supply wiring and the GND wiring are increased, the chip area increases, and the chip cost increases according to the chip area.

そこで、本発明は、チップ面積の増大を抑えつつ半導体集積回路装置の金属配線パターンの寄生抵抗に起因する動作不良を抑制することが可能な、ダミーパターンの設計方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a dummy pattern design method capable of suppressing malfunction caused by parasitic resistance of a metal wiring pattern of a semiconductor integrated circuit device while suppressing an increase in chip area. .

上記の課題を解決するために、本発明は次のダミーパターンの設計方法を提供する。
1)ビアパターンがマトリクス状に複数配置されたパターンデータを作成するステップと、第1配線パターンを含む第1配線層のパターンデータを作成するステップと、前記第1配線層に対して積層関係にあり、前記第1配線パターンに対して積層方向に重なり領域を有する第2配線パターンを含む第2配線層のパターンデータを作成するステップと、前記第2配線パターンに対して第1の値だけオーバーサイズしたオーバーサイズパターンのパターンデータを作成するステップと、前記第1配線パターンから、前記オーバーサイズパターンとの前記積層方向に対する重なり領域を消去した一又は複数の図形のパターンデータを作成するステップと、前記一又は複数の図形を第2の値だけアンダーサイズし、前記第2の値以下の図形が消去されたアンダーサイズパターンのパターンデータを作成するステップと、前記アンダーサイズパターンを前記第2の値だけオーバーサイズして元のサイズに戻した第1ダミーパターンのパターンデータを作成するステップと、前記複数のビアパターンから、前記第1ダミーパターンに対応する領域内のビアパターンを抽出した抽出ビアパターンのパターンデータを作成する第1ビアパターン抽出ステップと、前記第2配線パターンと前記第1ダミーパターンとを合成した第2配線層の合成パターンデータを作成するステップと、前記第2配線パターンと前記第1ダミーパターンとが合成された第2配線層の隙間を埋める第2ダミーパターンのパターンデータを作成するステップと、を有し、前記抽出ビアパターンは、前記第1配線パターンと前記第1ダミーパターンとを前記積層方向に接続するパターンであることを特徴とするダミーパターンの設計方法。
2)前記第1ビアパターン抽出ステップの後に、前記第1ダミーパターンを前記第1配線パターンに流れる電流の方向に第3の値だけアンダーサイズしたアンダーサイズ図形のパターンデータを作成するステップと、前記抽出ビアパターンから、前記アンダーサイズ図形に対応する領域内のビアパターンを抽出して消去したパターンデータを作成するステップと、をさらに有することを特徴とする1)記載のダミーパターンの設計方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following dummy pattern design method.
1) creating pattern data in which a plurality of via patterns are arranged in a matrix; creating pattern data of a first wiring layer including a first wiring pattern; and laminating relation to the first wiring layer A step of creating pattern data of a second wiring layer including a second wiring pattern having an overlapping region in a stacking direction with respect to the first wiring pattern; and a first value over the second wiring pattern. Creating pattern data of the sized oversize pattern, creating pattern data of one or more figures from which the overlapping area with respect to the stacking direction with the oversize pattern is erased from the first wiring pattern; The one or more figures are undersized by a second value, and figures below the second value are erased. Creating pattern data of an undersize pattern, creating pattern data of a first dummy pattern in which the undersize pattern is oversized by the second value and returned to the original size, and A first via pattern extraction step of creating pattern data of an extracted via pattern obtained by extracting a via pattern in a region corresponding to the first dummy pattern from a via pattern; and the second wiring pattern and the first dummy pattern. Creating a synthesized pattern data of the synthesized second wiring layer; and creating pattern data of a second dummy pattern that fills a gap between the second wiring layer in which the second wiring pattern and the first dummy pattern are synthesized. A step, wherein the extracted via pattern and the first wiring pattern A method of designing a dummy pattern which is a pattern for connecting the first dummy patterns in the stacking direction.
2) After the first via pattern extracting step, creating pattern data of an undersized figure in which the first dummy pattern is undersized by a third value in the direction of the current flowing through the first wiring pattern; 1. The method for designing a dummy pattern according to 1), further comprising the step of: extracting a via pattern in an area corresponding to the undersized figure from the extracted via pattern and creating erased pattern data.

本発明によれば、チップ面積の増大を抑えつつ半導体集積回路装置の金属配線パターンの寄生抵抗に起因する動作不良を抑制することが可能になるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to suppress malfunction caused by parasitic resistance of a metal wiring pattern of a semiconductor integrated circuit device while suppressing an increase in chip area.

本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view for explaining Example 1 of a dummy pattern design method of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1を説明するための模式的平面図及び模式的断面図である。It is the typical top view and typical sectional view for explaining Example 1 of the design method of the dummy pattern of the present invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating Example 2 of the design method of the dummy pattern of this invention. 本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2を説明するための模式的平面図及び模式的断面図である。It is the typical top view and typical sectional view for explaining Example 2 of the design method of the dummy pattern of the present invention. ダミーパターンの設計方法の従来例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図である。It is the typical top view and typical sectional view for explaining the conventional example of the design method of a dummy pattern.

本発明の実施の形態を、好ましい実施例である実施例1及び実施例2により図1〜図18を用いて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 18 according to preferred embodiments 1 and 2. FIG.

[実施例1]
本発明のダミーパターンの設計方法の実施例1について図1〜図8を用いて説明する。
[Example 1]
A first embodiment of the dummy pattern designing method of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、所定の形状を有するダミービアパターン1が所定のピッチで等間隔にマトリクス状に複数配置された「ダミービアパターン基礎データ」を作成する。
実施例1では、ダミービアパターン1の形状を一辺が0.2μmの正方形とし、ダミービアパターン1のピッチを0.4μmとした。
As shown in FIG. 1, “dummy via pattern basic data” in which a plurality of dummy via patterns 1 having a predetermined shape are arranged in a matrix at equal intervals at a predetermined pitch is created.
In Example 1, the shape of the dummy via pattern 1 was a square having a side of 0.2 μm, and the pitch of the dummy via pattern 1 was 0.4 μm.

図2に示すように、1層目の配線層2の「第1配線層データ」を作成する。   As shown in FIG. 2, “first wiring layer data” of the first wiring layer 2 is created.

同じく図2に示すように、1層目の配線層2の配線パターン3に対して積層方向に重なる、2層目の配線層4の配線パターン5を、所定の値だけオーバーサイズしたオーバーサイズ配線パターン6の「第2配線層オーバーサイズデータ」を作成する。
例えば、設計ルール上の最小配線パターン間隔が0.2μmの場合は、設計ルールを満足させるように、配線パターン5を片側0.2μmずつオーバーサイズする。
なお、1層目の配線層2の配線パターン3と重ならない、2層目の配線層4の配線パターンについてはオーバーサイズせずに、所定のサイズのままとする。
Similarly, as shown in FIG. 2, an oversized wiring in which the wiring pattern 5 of the second wiring layer 4 overlapping the wiring pattern 3 of the first wiring layer 2 in the stacking direction is oversized by a predetermined value. “Second wiring layer oversize data” of pattern 6 is created.
For example, when the minimum wiring pattern interval on the design rule is 0.2 μm, the wiring pattern 5 is oversized by 0.2 μm on one side so as to satisfy the design rule.
Note that the wiring pattern of the second wiring layer 4 that does not overlap with the wiring pattern 3 of the first wiring layer 2 is not oversized and remains in a predetermined size.

なお、図2では、1層目の配線層2の配線パターン3と2層目の配線層4の配線パターン5とオーバーサイズ配線パターン6との位置関係をわかりやすくするために、1層目の配線層2と2層目の配線層4とが積層方向に重なった状態として示している。   In FIG. 2, in order to facilitate understanding of the positional relationship between the wiring pattern 3 of the first wiring layer 2, the wiring pattern 5 of the second wiring layer 4, and the oversized wiring pattern 6, The wiring layer 2 and the second wiring layer 4 are shown as being overlapped in the stacking direction.

また、図2では、1層目の配線層2の複数の配線パターンのうちの1つの配線パターン3と、2層目の配線層4の複数の配線パターンのうちの2つの配線パターン5とが重なった状態として示しているが、1層目の配線層2と2層目の配線層4とでそれぞれ複数の配線パターン同士が複数の箇所で重なる場合は、各配線パターン3に重なる複数の配線パターン5に対してそれぞれ所定の値だけオーバーサイズさせる。   In FIG. 2, one wiring pattern 3 of the plurality of wiring patterns of the first wiring layer 2 and two wiring patterns 5 of the plurality of wiring patterns of the second wiring layer 4 are Although shown as an overlapped state, when a plurality of wiring patterns overlap each other in a plurality of locations in the first wiring layer 2 and the second wiring layer 4, a plurality of wirings overlapping each wiring pattern 3 Each pattern 5 is oversized by a predetermined value.

図3に示すように、1層目の配線層2の配線パターン3から、2層目の配線層4におけるオーバーサイズ配線パターン6との重なり領域を消去した領域を図形7として抽出する。   As shown in FIG. 3, an area in which the overlapping area with the oversized wiring pattern 6 in the second wiring layer 4 is erased from the wiring pattern 3 in the first wiring layer 2 as a graphic 7.

図4に示すように、図形7を所定の値だけアンダーサイズしたアンダーサイズダミーパターン8の「ダミーパターンアンダーサイズデータ」を作成する。
例えば、設計ルール上の最小配線パターン幅が0.2μmの場合、配線パターン5の幅を片側0.1μmずつアンダーサイズすると、図形7から、パターン幅が0.2μm以下の領域が消去される。
As shown in FIG. 4, “dummy pattern undersize data” of the undersize dummy pattern 8 in which the figure 7 is undersized by a predetermined value is created.
For example, when the minimum wiring pattern width on the design rule is 0.2 μm, if the width of the wiring pattern 5 is undersized by 0.1 μm on one side, an area having a pattern width of 0.2 μm or less is erased from the figure 7.

図5に示すように、アンダーサイズダミーパターン8を元のサイズ(アンダーサイズする前のサイズ)に戻し、新たなダミーパターン9とする。
次に、同じく図5に示すように、新たなダミーパターン9と、前述した複数のダミービアパターン1とのANDを取り、図6に示すように、新たなダミーパターン9に対応する領域内のダミービアパターン1を抽出した抽出ダミービアパターン10の「ダミービアパターン抽出データ」を作成する。
As shown in FIG. 5, the undersize dummy pattern 8 is returned to the original size (the size before the undersize) to form a new dummy pattern 9.
Next, as shown in FIG. 5, the AND of the new dummy pattern 9 and the plurality of dummy via patterns 1 described above is taken, and as shown in FIG. 6, in the region corresponding to the new dummy pattern 9. “Dummy via pattern extraction data” of the extracted dummy via pattern 10 obtained by extracting the dummy via pattern 1 is created.

図7に示すように、2層目の配線層4の配線パターン5に新たなダミーパターン9を合成した「第1の第2配線層ダミーパターン合成データ」を作成する。   As shown in FIG. 7, “first second wiring layer dummy pattern synthesis data” is created by synthesizing a new dummy pattern 9 with the wiring pattern 5 of the second wiring layer 4.

なお、図7では、1層目の配線層2の配線パターン3と2層目の配線層4の配線パターン5及びダミーパターン9と抽出ダミービアパターン10との位置関係をわかりやすくするために、1層目の配線層2と2層目の配線層4とが抽出ダミービアパターン10で接続された状態として示している。   In FIG. 7, in order to make the positional relationship between the wiring pattern 3 of the first wiring layer 2, the wiring pattern 5 of the second wiring layer 4, the dummy pattern 9, and the extracted dummy via pattern 10 easy to understand, The first wiring layer 2 and the second wiring layer 4 are shown as being connected by an extraction dummy via pattern 10.

図8に示すように、2層目の配線層4の隙間を埋めるダミーパターン12を従来の方法と同様の方法で配置した「第2の第2配線層ダミーパターン合成データ」を作成する。
上述した処理はDRC(design rule check)ツールとルールファイルを用いてCADで自動的に処理することができる。
As shown in FIG. 8, “second second wiring layer dummy pattern synthesis data” is created in which dummy patterns 12 that fill the gaps in the second wiring layer 4 are arranged in the same manner as the conventional method.
The above-described processing can be automatically processed by CAD using a DRC (design rule check) tool and a rule file.

なお、図8(a)では、1層目の配線層2の配線パターン3と2層目の配線層4の配線パターン5及びダミーパターン9,12と抽出ダミービアパターン10との位置関係をわかりやすくするために、1層目の配線層2と2層目の配線層4とが抽出ダミービアパターン10で接続された状態として示している。   8A shows the positional relationship between the wiring pattern 3 of the first wiring layer 2, the wiring pattern 5 of the second wiring layer 4, the dummy patterns 9 and 12, and the extracted dummy via pattern 10. FIG. For ease of illustration, the first wiring layer 2 and the second wiring layer 4 are shown as being connected by the extraction dummy via pattern 10.

図8(b)は上述した「第1配線層データ」、「ダミービアパターン抽出データ」、及び「第2の第2配線層ダミーパターン合成データ」を用いて作製した、多層配線構造を有する半導体集積回路装置の断面図であり、図8(a)のA−A線における断面図に対応するものである。
即ち、図8(b)に示す、金属配線パターン23及び21は図8(a)に示す配線パターン3及び5にそれぞれ対応し、金属ダミーパターン22及び24は図8(a)に示すダミーパターン12及び9にそれぞれ対応し、金属ダミーパターン24と金属配線パターン23とを接続するビア13は図8(a)に示す抽出ダミービアパターン10に対応するものである。
FIG. 8B shows a semiconductor having a multilayer wiring structure manufactured using the above-mentioned “first wiring layer data”, “dummy via pattern extraction data”, and “second second wiring layer dummy pattern synthesis data”. It is sectional drawing of an integrated circuit device, and respond | corresponds to sectional drawing in the AA line of Fig.8 (a).
That is, the metal wiring patterns 23 and 21 shown in FIG. 8B correspond to the wiring patterns 3 and 5 shown in FIG. 8A, respectively, and the metal dummy patterns 22 and 24 are the dummy patterns shown in FIG. 8A. The vias 13 corresponding to 12 and 9 and connecting the metal dummy pattern 24 and the metal wiring pattern 23 correspond to the extracted dummy via pattern 10 shown in FIG.

上述したダミーパターンの設計方法によれば、例えば図8(b)に示すように、金属ダミーパターン24がビア13を介して金属配線パターン23に接続されているので、金属配線パターン23に所定の電流Iaを流したとき、電流Iaは、金属配線パターン23を流れると共にビア13を介して金属ダミーパターン24にも流れるので、金属配線パターン23単独のときよりも金属配線パターンの寄生抵抗を低減することができる。   According to the dummy pattern design method described above, the metal dummy pattern 24 is connected to the metal wiring pattern 23 through the via 13 as shown in FIG. When the current Ia flows, the current Ia flows through the metal wiring pattern 23 and also through the via 13 to the metal dummy pattern 24. Therefore, the parasitic resistance of the metal wiring pattern is reduced as compared with the case of the metal wiring pattern 23 alone. be able to.

また、上述したダミーパターンの設計方法によれば、ダミーパターンの位置及び形状に応じてダミービアパターンを「ダミービアパターン基礎データ」から抽出するので、「ダミービアパターン基礎データ」をその都度、半導体集積回路装置の機種に応じて設計する必要がなく、共通化させることができる。   Further, according to the above-described dummy pattern design method, the dummy via pattern is extracted from the “dummy via pattern basic data” according to the position and shape of the dummy pattern. There is no need to design according to the type of integrated circuit device, and it can be made common.

[実施例2]
本発明のダミーパターンの設計方法の実施例2について図9〜図18を用いて説明する。
[Example 2]
A second embodiment of the dummy pattern designing method of the present invention will be described with reference to FIGS.

図9に示すように、所定の形状を有するダミービアパターン31が所定のピッチで等間隔にマトリクス状に配置された「ダミービアパターン基礎データ」を作成する。
実施例2では、ダミービアパターン31の形状を一辺が0.2μmの正方形とし、ダミービアパターン31のピッチを0.4μmとした。
As shown in FIG. 9, “dummy via pattern basic data” is created in which dummy via patterns 31 having a predetermined shape are arranged in a matrix at equal intervals at a predetermined pitch.
In Example 2, the shape of the dummy via pattern 31 was a square having a side of 0.2 μm, and the pitch of the dummy via pattern 31 was 0.4 μm.

図10に示すように、1層目の配線層32の「第1配線層データ」を作成する。   As shown in FIG. 10, “first wiring layer data” of the first wiring layer 32 is created.

同じく図10に示すように、1層目の配線層32の配線パターン33と積層方向に重なる、2層目の配線層34の配線パターン35を、所定の値だけオーバーサイズしたオーバーサイズ配線パターン36の「第2配線層オーバーサイズデータ」を作成する。
例えば、設計ルール上の最小配線パターン間隔が0.2μmの場合は、設計ルールを満足させるように、配線パターン35を片側0.2μmずつオーバーサイズする。
なお、1層目の配線層32の配線パターン33と重ならない、2層目の配線層34の配線パターンについてはオーバーサイズせずに、所定のサイズのままとする。
Similarly, as shown in FIG. 10, an oversized wiring pattern 36 is obtained by oversizing the wiring pattern 35 of the second wiring layer 34 that overlaps the wiring pattern 33 of the first wiring layer 32 in the stacking direction by a predetermined value. The “second wiring layer oversize data” is created.
For example, when the minimum wiring pattern interval on the design rule is 0.2 μm, the wiring pattern 35 is oversized by 0.2 μm on one side so as to satisfy the design rule.
Note that the wiring pattern of the second wiring layer 34 that does not overlap with the wiring pattern 33 of the first wiring layer 32 is not oversized and is kept at a predetermined size.

なお、図10では、1層目の配線層32の配線パターン33と2層目の配線層34の配線パターン35とオーバーサイズ配線パターン36との位置関係をわかりやすくするために、1層目の配線層32と2層目の配線層34とが積層方向に重なった状態として示している。   In FIG. 10, in order to facilitate understanding of the positional relationship between the wiring pattern 33 of the first wiring layer 32, the wiring pattern 35 of the second wiring layer 34, and the oversized wiring pattern 36, The wiring layer 32 and the second wiring layer 34 are shown as being overlapped in the stacking direction.

また、図10では、1層目の配線層32の複数の配線パターンのうちの1つの配線パターン33と、2層目の配線層34の複数の配線パターンのうちの2つの配線パターン35とが重なった状態として示しているが、1層目の配線層32と2層目の配線層34とでそれぞれ複数の配線パターン同士が重なる場合は、各配線パターン33に重なる複数の配線パターン35に対してそれぞれ所定の値だけオーバーサイズさせる。   In FIG. 10, one wiring pattern 33 of the plurality of wiring patterns of the first wiring layer 32 and two wiring patterns 35 of the plurality of wiring patterns of the second wiring layer 34 are formed. Although shown as an overlapped state, when a plurality of wiring patterns overlap each other in the first wiring layer 32 and the second wiring layer 34, the plurality of wiring patterns 35 overlapping each wiring pattern 33 are Each oversize by a predetermined value.

図11に示すように、1層目の配線層32の配線パターン33から、2層目の配線層34におけるオーバーサイズ配線パターン36との重なり領域を消去した領域を図形37として抽出する。   As shown in FIG. 11, an area in which an overlapping area with the oversized wiring pattern 36 in the second wiring layer 34 is deleted from the wiring pattern 33 of the first wiring layer 32 as a graphic 37.

図12に示すように、図形37を所定の値だけアンダーサイズしたアンダーサイズダミーパターン38の「第1のダミーパターンアンダーサイズデータ」を作成する。
例えば、設計ルール上の最小配線パターン幅が0.2μmの場合、配線パターン35の幅を片側0.1μmずつアンダーサイズすると、図形37から、パターン幅が0.2μm以下の領域が消去される。
As shown in FIG. 12, “first dummy pattern undersize data” of the undersize dummy pattern 38 in which the figure 37 is undersized by a predetermined value is created.
For example, when the minimum wiring pattern width according to the design rule is 0.2 μm, if the width of the wiring pattern 35 is undersized by 0.1 μm on one side, an area having a pattern width of 0.2 μm or less is erased from the figure 37.

図13に示すように、アンダーサイズダミーパターン38を元のサイズ(アンダーサイズする前のサイズ)に戻し、新たなダミーパターン39とする。
次に、同じく図13に示すように、新たなダミーパターン39と前述した複数のダミービアパターン31とのANDを取り、図14に示すように、新たなダミーパターン39に対応する領域内のダミービアパターン31を抽出した抽出ダミービアパターン40の「第1のダミービアパターン抽出データ」を作成する。
As shown in FIG. 13, the undersize dummy pattern 38 is returned to the original size (the size before the undersize) to form a new dummy pattern 39.
Next, as shown in FIG. 13, the AND of the new dummy pattern 39 and the plurality of dummy via patterns 31 is taken, and the dummy in the region corresponding to the new dummy pattern 39 is shown in FIG. “First dummy via pattern extraction data” of the extracted dummy via pattern 40 from which the via pattern 31 has been extracted is created.

図15に示すように、ダミーパターン39を、ダミーパターン39と積層関係にある配線パターン33に流れる電流の方向に対して所定の値だけアンダーサイズしたアンダーサイズダミーパターン41の「第2のダミーパターンアンダーサイズデータ」を作成する。
実施例2では、ダミーパターン39を、配線パターン33に流れる電流の方向に対して片側0.6μmずつアンダーサイズした。
As shown in FIG. 15, the “second dummy pattern” of the undersize dummy pattern 41 in which the dummy pattern 39 is undersized by a predetermined value with respect to the direction of the current flowing in the wiring pattern 33 that is laminated with the dummy pattern 39. Create undersize data.
In Example 2, the dummy pattern 39 was undersized by 0.6 μm on one side with respect to the direction of the current flowing in the wiring pattern 33.

図16に示すように、「第1のダミービアパターン抽出データ」から、アンダーサイズダミーパターン41に対応する領域内の抽出ダミービアパターン40をさらに抽出して論理減算(消去)した「第2のダミービアパターン抽出データ」を作成する。   As shown in FIG. 16, the extracted dummy via pattern 40 in the region corresponding to the undersize dummy pattern 41 is further extracted from the “first dummy via pattern extraction data” and logically subtracted (erased) “second”. Dummy via pattern extraction data "is created.

図17に示すように、2層目の配線層34の配線パターン35にダミーパターン39を合成した「第1の第2配線層ダミーパターン合成データ」を作成する。   As shown in FIG. 17, “first second wiring layer dummy pattern synthesis data” is created by synthesizing the dummy pattern 39 with the wiring pattern 35 of the second wiring layer 34.

なお、図17では、1層目の配線層32の配線パターン33と2層目の配線層34の配線パターン35及びダミーパターン39と上記の論理減算で残った抽出ダミービアパターン43との位置関係をわかりやすくするために、1層目の配線層32と2層目の配線層34とが抽出ダミービアパターン43で接続された状態として示している。   In FIG. 17, the positional relationship between the wiring pattern 33 of the first wiring layer 32, the wiring pattern 35 and dummy pattern 39 of the second wiring layer 34, and the extracted dummy via pattern 43 remaining after the above logical subtraction. In order to facilitate understanding, the first wiring layer 32 and the second wiring layer 34 are shown as being connected by the extraction dummy via pattern 43.

図18に示すように、2層目の配線層34の隙間を埋めるダミーパターン44を従来の方法と同様の方法で配置した「第2の第2配線層ダミーパターン合成データ」を作成する。
上述した処理はDRC(design rule check)ツールとルールファイルを用いてCADで自動的に処理することができる。
As shown in FIG. 18, “second second wiring layer dummy pattern synthesis data” is created in which dummy patterns 44 that fill the gaps in the second wiring layer 34 are arranged in the same manner as the conventional method.
The above-described processing can be automatically processed by CAD using a DRC (design rule check) tool and a rule file.

なお、図18(a)では、1層目の配線層32の配線パターン33と2層目の配線層34の配線パターン35及びダミーパターン39,44と抽出ダミービアパターン43との位置関係をわかりやすくするために、1層目の配線層32と2層目の配線層34とが抽出ダミービアパターン43で接続された状態として示している。   18A shows the positional relationship between the wiring pattern 33 of the first wiring layer 32, the wiring pattern 35 of the second wiring layer 34, the dummy patterns 39 and 44, and the extracted dummy via pattern 43. FIG. For simplicity, the first wiring layer 32 and the second wiring layer 34 are shown as being connected by the extraction dummy via pattern 43.

図18(b)は上述した「第1配線層データ」、「第2のダミービアパターン抽出データ」、及び「第2の第2配線層ダミーパターン合成データ」を用いて作製した、多層配線構造を有する半導体集積回路装置の断面図であり、図18(a)のB−B線における断面図に対応するものである。
即ち、図18(b)に示す、金属配線パターン53及び52は図18(a)に示す配線パターン33及び35にそれぞれ対応し、金属ダミーパターン54及び56は図18(a)に示すダミーパターン44及び39にそれぞれ対応し、金属ダミーパターン56と金属配線パターン53とを接続するビア55は図18(a)に示す抽出ダミービアパターン43に対応するものである。
FIG. 18B shows a multilayer wiring structure produced using the above-described “first wiring layer data”, “second dummy via pattern extraction data”, and “second second wiring layer dummy pattern composite data”. FIG. 19 is a cross-sectional view of a semiconductor integrated circuit device having a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
That is, the metal wiring patterns 53 and 52 shown in FIG. 18B correspond to the wiring patterns 33 and 35 shown in FIG. 18A, respectively, and the metal dummy patterns 54 and 56 are the dummy patterns shown in FIG. Corresponding to 44 and 39, the via 55 connecting the metal dummy pattern 56 and the metal wiring pattern 53 corresponds to the extracted dummy via pattern 43 shown in FIG.

上述したダミーパターンの設計方法によれば、例えば図18(b)に示すように、金属ダミーパターン56がビア55を介して金属配線パターン53に接続されているので、金属配線パターン53に所定の電流Ibを流したとき、電流Ibは、金属配線パターン53を流れると共にビア55を介して金属ダミーパターン56にも流れるので、金属配線パターン53単独のときよりも金属配線パターンの寄生抵抗を低減することができる。   According to the dummy pattern design method described above, the metal dummy pattern 56 is connected to the metal wiring pattern 53 via the via 55 as shown in FIG. When the current Ib flows, the current Ib flows through the metal wiring pattern 53 and also through the via 55 to the metal dummy pattern 56, so that the parasitic resistance of the metal wiring pattern is reduced as compared with the case of the metal wiring pattern 53 alone. be able to.

また、上述したダミーパターンの設計方法によれば、ダミーパターンの位置及び形状に応じてダミービアパターンを「ダミービアパターン基礎データ」から抽出するので、「ダミービアパターン基礎データ」をその都度、半導体集積回路装置の機種に応じて設計する必要がなく、共通化させることができる。   Further, according to the above-described dummy pattern design method, the dummy via pattern is extracted from the “dummy via pattern basic data” according to the position and shape of the dummy pattern. There is no need to design according to the type of integrated circuit device, and it can be made common.

また、上述したダミーパターンの設計方法によれば、抽出ダミービアパターンの数(図18参照)を実施例1(図8参照)よりも少なくすることができるので、ダミービアパターン抽出データのデータ量を少なくすることができる。   Further, according to the dummy pattern design method described above, the number of extracted dummy via patterns (see FIG. 18) can be made smaller than that in the first embodiment (see FIG. 8). Can be reduced.

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。   The embodiment of the present invention is not limited to the configuration and procedure described above, and it goes without saying that modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、実施例1,2では、2層目の配線層にダミーパターンを設計する場合を例に挙げて説明したが、1層目の配線層に対しても本発明に係るダミーパターンの設計方法を適用することができ、また、配線層が3層以上ある場合は、3層目以上の配線層に対しても本発明に係るダミーパターンの設計方法を適用することができる。   For example, in the first and second embodiments, the case where the dummy pattern is designed in the second wiring layer has been described as an example, but the dummy pattern designing method according to the present invention is also applied to the first wiring layer. In addition, when there are three or more wiring layers, the dummy pattern design method according to the present invention can be applied to the third or more wiring layers.

1,31_ダミービアパターン、 2,32_1層目の配線層、 3,5,33,35_配線パターン、 4,34_2層目の配線層、 6,36_オーバーサイズ配線パターン、 7,37_図形、 8,38,41_アンダーサイズダミーパターン、 9,12,39,44_ダミーパターン、 10,40,43_抽出ダミービアパターン、 13_ビア、 21,23_金属配線パターン、 22,24_金属ダミーパターン 1, 31_ dummy via pattern, 2, 32_1 first wiring layer, 3, 5, 33, 35_ wiring pattern, 4, 34_2 second wiring layer, 6, 36_ oversized wiring pattern, 7, 37_ figure, 38,41_undersize dummy pattern, 9,12,39,44_dummy pattern, 10,40,43_extraction dummy via pattern, 13_via, 21,23_metal wiring pattern, 22,24_metal dummy pattern

Claims (2)

ビアパターンがマトリクス状に複数配置されたパターンデータを作成するステップと、
第1配線パターンを含む第1配線層のパターンデータを作成するステップと、
前記第1配線層に対して積層関係にあり、前記第1配線パターンに対して積層方向に重なり領域を有する第2配線パターンを含む第2配線層のパターンデータを作成するステップと、
前記第2配線パターンに対して第1の値だけオーバーサイズしたオーバーサイズパターンのパターンデータを作成するステップと、
前記第1配線パターンから、前記オーバーサイズパターンとの前記積層方向に対する重なり領域を消去した一又は複数の図形のパターンデータを作成するステップと、
前記一又は複数の図形を第2の値だけアンダーサイズし、前記第2の値以下の図形が消去されたアンダーサイズパターンのパターンデータを作成するステップと、
前記アンダーサイズパターンを前記第2の値だけオーバーサイズして元のサイズに戻した第1ダミーパターンのパターンデータを作成するステップと、
前記複数のビアパターンから、前記第1ダミーパターンに対応する領域内のビアパターンを抽出した抽出ビアパターンのパターンデータを作成する第1ビアパターン抽出ステップと、
前記第2配線パターンと前記第1ダミーパターンとを合成した第2配線層の合成パターンデータを作成するステップと、
前記第2配線パターンと前記第1ダミーパターンとが合成された第2配線層の隙間を埋める第2ダミーパターンのパターンデータを作成するステップと、
を有し、
前記抽出ビアパターンは、前記第1配線パターンと前記第1ダミーパターンとを前記積層方向に接続するパターンであることを特徴とするダミーパターンの設計方法。
Creating pattern data in which a plurality of via patterns are arranged in a matrix; and
Creating pattern data of a first wiring layer including a first wiring pattern;
Creating pattern data of a second wiring layer including a second wiring pattern that is in a stacking relationship with the first wiring layer and has an overlapping region in the stacking direction with respect to the first wiring pattern;
Creating pattern data of an oversized pattern that is oversized by a first value with respect to the second wiring pattern;
Creating pattern data of one or a plurality of figures from which the overlap region in the stacking direction with the oversize pattern is erased from the first wiring pattern;
Undersize the one or more figures by a second value and creating pattern data of an undersize pattern in which figures below the second value are erased;
Creating pattern data of a first dummy pattern in which the undersize pattern is oversized by the second value and returned to the original size;
A first via pattern extraction step of creating pattern data of an extracted via pattern obtained by extracting a via pattern in a region corresponding to the first dummy pattern from the plurality of via patterns;
Creating combined pattern data of a second wiring layer by combining the second wiring pattern and the first dummy pattern;
Creating pattern data of a second dummy pattern that fills a gap in a second wiring layer in which the second wiring pattern and the first dummy pattern are combined;
Have
The method for designing a dummy pattern, wherein the extracted via pattern is a pattern for connecting the first wiring pattern and the first dummy pattern in the stacking direction.
前記第1ビアパターン抽出ステップの後に、
前記第1ダミーパターンを前記第1配線パターンに流れる電流の方向に第3の値だけアンダーサイズしたアンダーサイズ図形のパターンデータを作成するステップと、
前記抽出ビアパターンから、前記アンダーサイズ図形に対応する領域内のビアパターンを抽出して消去したパターンデータを作成するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項1記載のダミーパターンの設計方法。
After the first via pattern extraction step,
Creating pattern data of an undersized figure in which the first dummy pattern is undersized by a third value in the direction of the current flowing through the first wiring pattern;
From the extracted via pattern, creating a pattern data in which the via pattern in the region corresponding to the undersize figure is extracted and erased; and
The dummy pattern design method according to claim 1, further comprising:
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