JP2014175585A - 半導体装置およびレイアウト設計システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置(1)は、第1間隔(ds1)で所定数配置されたブリッジパタン(br)を有する第1グループ(Gse1)と、前記第1グループから第2間隔(ds2)離れた位置に、前記第1間隔で所定数配置された前記ブリッジパタンからなる第2グループ(Gse2)と、を有し、前記第2間隔は前記第1間隔より大きく設定される。
【選択図】図2
Description
図1を参照して、実施の形態1に係る半導体装置1の構成を説明する。
ブリッジ間隔調整セル群Gsfは、第1シールリングエッジセル群Gse1および第2シールリングエッジセル群Gse2間に配置される。シールリングエッジ部Se1の長さがシールリングエッジセルSEの幅wseの整数倍の場合、シールリングエッジ部Se1は、シールリングエッジセルSEのみで構成される。その場合、シールリングエッジ部Se1におけるブリッジパタンbrは、設計基準を満たす所定の間隔で均等に配置される。
シールリング領域SRが有するブリッジパタンbrのうち、第1シールリングエッジセル群Gse1に対応する領域におけるブリッジパタンbrの配置ピッチは、シールリングエッジセルSEの幅wse、即ち、シールリングエッジセルSEの配置ピッチと同一である。同様に、第2シールリングエッジセル群Gse2に対応する領域におけるブリッジパタンbrの配置ピッチも、幅wseに設定される。
ds1<ds2
この結果、ブリッジパタンbrの局所的な配置調整、即ち、配置間隔の拡大は、チップ外周辺11の中央部近傍で行われる。
図8を参照して、実施の形態に係るシールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8の構成を説明する。
半導体装置1の製造プロセス仕様毎に用意されたテーブルファイル8bから、使用するプロセス仕様に対応するテーブルファイルが指定される。
ステップS1で指定されたテーブルファイルに含まれるシールリングデータデザインルールブロックの記述に基づき、使用するシールリングコーナーセルSC、シールリングエッジセルSE、およびブリッジ間隔調整セルSFの各セル名/セルサイズ/配置ピッチの情報が、シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8に入力される。
GUI(グラフィカル・ユーザ・インターフェイス)を利用して、シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8に、実行パラメータ8aとして、回路設計領域1Dのファイル名およびサイズが入力される。回路設計領域1Dのサイズとして、回路設計領域1Dの左下座標Pd0(Xb0、Yb0)、および右上座標Pd1(Xb1、Yb1)が入力される(図11参照)。
距離Stおよび回路設計領域1Dの矩形座標に基づき、シールリング領域SRの矩形座標Pse0(Xsb0、Ysb0)およびPse1(Xsb1、Ysb1)を、以下の計算式で求める(図11参照)。
Xsb0=Xb0−St
Ysb0=Yb0−St
Xsb1=Xb1+St
Ysb1=Yb1+St
さらに、スクライブ線センター間のX方向の距離WsxおよびY方向の距離Wsyを、以下の計算式で求める(図11参照)。
Wsx=(Xsb1−Xsb0)+(Ws*2)
Wsy=(Ysb1−Ysb0)+(Ws*2)
ここで、記号”*”は、乗算を意味する。
シールリングコーナーセルSCをシールリング領域SRの4隅に配置する。シールリング領域SRの4隅の座標は、上記の座標Pse0およびPse1に基づき求められる(図11参照)。
シールリングコーナーセルSC間の間隔s1を以下の計算式で求め(図11および図12参照)、間隔s1をシールリングエッジセルSEの幅wseで除算した値nseを計算する。図12は、シールリング領域SRの左下および右下の配置されているシールリングコーナーセルSC間の間隔s1を計算する場合を示す。
w0=Xsb1−Xsb0
s1=w0−(wsc+hsc)
nse=s1/wse
ここで、記号”/”は、除算を意味する。
除算値nseが商のみか(s1/wseが割り切れる)、商および剰余を有するか(s1/wseが割り切れない)を判定する。
除算値nseが商のみの場合、図13に示される通り、その商(Ne)をアレイ数とするシールリングエッジセルSEを、シールリングコーナーセルSC間に隣接させて配置する。配置ピッチは、シールリングエッジセルSEの幅wseに設定される。
除算値nseが商および剰余を有する場合、図14に示される通り、シールリングコーナーセルSC間に、第1シールリングエッジセル群Gse1および第2シールリングエッジセル群Gse2が配置される。第1シールリングエッジセル群Gse1および第2シールリングエッジセル群Gse2は、各々、幅wseをピッチとして配置されたアレイ数Ne1およびアレイ数Ne2のシールリングエッジセルSEで構成される。
Ne1=floor(floor(Ne)/2)…… 式1
Ne2=ceil(floor(Ne/2))…… 式2
ここで、floorおよびceilは、各々、床関数および天井関数である。式1および式2に示される通り、第1シールリングエッジセル群Gse1および第2シールリングエッジセル群Gse2に配置されるシールリングエッジセルSEの数は、ほぼ同数に設定される。
Nf1=ceil(s2/wsf)
式1および式2で得られる値はほぼ等しく設定されるため(Ne2−Ne1=1)、ブリッジ間隔調整セル群Gsfは、シールリングコーナーセルSC間のほぼ中央部に配置される。
シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8は、テーブルファイル8bに記載された回路設計領域1Dのデータ範囲および距離Stに基づき、シールリング領域SRの形成領域を決定する。さらに、距離Wsに基づき、シールリング領域SRの形成領域を基準としたスクライブ線センターが確定される。この結果、シールリング領域SRの配置が容易に決定される。さらに、シールリング領域SRの形成領域は、スクライブ線の構造に依存しなくなる。
図17を参照して、実施の形態2に係る半導体装置2の構成を説明する。
半導体装置2の製造プロセス仕様毎に用意されたテーブルファイル8bから、使用するプロセス仕様に対応するテーブルファイルを指定する。
ステップS21で指定されたテーブルファイルに含まれる複数組のシールリングデータデザインルールブロックの記述に基づき、各組で使用するシールリングコーナーセルSCa/SCb、シールリングエッジセルSEa/SEb、およびブリッジ間隔調整セルSFa/SFbのセル名/セルサイズ/配置ピッチの情報がシールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8に入力される。図19に示される通り、シールリングデータデザインルールブロックの記述は、内側に配置されるシールリング領域SRa(内側シールリング)および外側に配置されるシールリング領域SRb(外側シールリング)の各位置を示す情報を含む。
GUI(グラフィカル・ユーザ・インターフェイス)を利用して、シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8に、実行パラメータ8aとして、回路設計領域2Dのファイル名およびサイズが入力される。回路設計領域2Dのサイズとして、回路設計領域2Dの左下座標Pd0(Xb0、Yb0)および右上座標Pd1(Xb1、Yb1)が入力される(図19参照)。
ステップS22で読み込まれたテーブルファイル8b(図19参照)に含まれるシールリングデータデザインルールブロックに基づき、シールリング領域SRaの矩形座標、シールリング領域SRbの矩形座標、およびスクライブセンター間のX方向の距離WsxおよびY方向の距離Wsyが計算される。
Xsb0a=Xb0−Sta
Ysb0a=Yb0−Sta
Xsb1a=Xb1+Sta
Ysb1a=Yb1+Sta
シールリング領域SRbの矩形座標Pse0b(Xsb0b、Ysb0b)およびPse1b(Xsb1b、Ysb1b)は、以下の計算式で求められる(図19参照)。
Xsb0b=Xb0−Stb
Ysb0b=Yb0−Stb
Xsb1b=Xb1+Stb
Ysb1b=Yb1+Stb
図19に示されるテーブルファイル8bにおいて、「category2”INNER”33.0・・・」の記述により、距離Staの値は、33.0μmに設定される。その記述に基づき、シールリング領域SRaは、その外周部と回路設計領域2Dとの距離を距離Staとした位置に配置される。同様に、「category2”OUTER”76.0・・・」の記述により、距離Stbの値は、76.0μmに設定される。その記述に基づき、シールリング領域SRbは、その外周部と回路設計領域2Dとの距離を距離Stbとした位置に配置される。
Wsx=(Xsb1b−Xsb0b)+(Ws*2)
Wsy=(Ysb1b−Ysb0b)+(Ws*2)
ここで、記号”*”は、乗算を意味する。
Xsb0_max=Xb0−St_max
Ysb0_max=Yb0−St_max
Xsb1_max=Xb1+St_max
Ysb1_max=Yb1+St_max
ここで、距離St_maxは、距離St_1〜St_nの最大値である。
Wsx=(Xsb1_max−Xsb0_max)+(Ws*2)
Wsy=(Ysb1_max−Ysb0_max)+(Ws*2)
以上の処理により、多重化されたシールリング領域を有する半導体装置のクスライブセンター間の距離が容易に求められる。
シールリングコーナーセルSCaをシールリング領域SRaの4隅に配置する。シールリング領域SRaの4隅の座標は、上記の座標Pse0aおよびPse1aに基づき求められる。シールリングコーナーセルSCbをシールリング領域SRbの4隅に配置する。シールリング領域SRbの4隅に座標は、上記の座標Pse0bおよびPse1bに基づき求められる(図19参照)。
シールリング領域SRaが有するシールリングコーナーセルSCa間の間隔s1aを被除数、シールリングエッジセルSEaの幅wseaを除数とする除算値nseaを計算する。同様に、シールリング領域SRbが有するシールリングコーナーセルSCb間の距離slbを被除数、シールリングエッジセルSEbの幅wsebを除数とする除算値nsebを計算する。
除算値nseaが商のみ(s1a/wseaが割り切れる)か、または、商および剰余を有する(sla/wseaが割り切れない)か、否かを判定する。同様に除算値nsebが商のみ(s1b/wsebが割り切れる)か、または、商および剰余を有する(slb/wsebが割り切れない)か、否かを判定する。
除算値nseaが商のみの場合、その商(Nea)をアレイ数とするシールリングエッジセルSEaを、シールリングコーナーセルSCa間に隣接させて配置する。配置ピッチは、シールリングエッジセルSEaの幅wseaに設定される。同様に、除算値nsebが商のみの場合、その商(Neb)をアレイ数とするシールリングエッジセルSEbを、シールリングコーナーセルSCb間に隣接させて配置する。配置ピッチは、シールリングエッジセルSEbの幅wsebに設定される。
除算値nseaが商および剰余を有する場合、最小間隔adを考慮して、配置するシールリングエッジセルSEaのアレイ数を求める。所定数のシールリングエッジセルSEa数を各々有するシールリングエッジセル群Gse1aおよびGse2aを、シールリングコーナーセルSCaに隣接させて配置する。除算値nsebが商および剰余を有する場合も、同様に、最小間隔adを考慮して求めたアレイ数で配置されたシールリングエッジセルSEbを有するシールリングエッジセル群Gse1bおよびGse2bを、各々、コーナーセルSCbに隣接させて配置する(図17参照)。シールリングエッジセル群Gse1a等に配置するシールリングエッジセルSEa等のアレイ数は、実施の形態に係るシールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8における、シールリング領域SRの生成ステップS91と同様であり、重複説明は省略する。
図20を参照して、実施の形態3に係る半導体装置3の構成を説明する。
dc1<dc2
この結果、ダミーパタンDMY1の局所的な配置間隔の拡大は、チップ外周辺31の中央部近傍で行われる。
シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8は、実行パラメータ8a、テーブルファイル8b、および部品データファイル8cに基づき、チップセルデータ9および実行結果リスト10を出力する。
半導体装置3の製造プロセス仕様毎に用意されたテーブルファイル8bから、使用するプロセス仕様に対応するテーブルファイルを指定する。
ステップS31で指定されたテーブルファイルに含まれるクラック延伸防止データデザインルールブロックの記述に基づき、使用するクラック延伸防止コーナーセルCC、クラック延伸防止エッジセルCE、およびダミー間隔調整セルCFの各セル名/セルサイズ/配置ピッチの情報が、シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8に入力される。
GUI(グラフィカル・ユーザ・インターフェイス)を利用して、シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8に、実行パラメータ8aとして、回路設計領域3Dのファイル名およびサイズが入力される。回路設計領域3Dのサイズとして、回路設計領域3Dの左下座標Pd0(Xb0、Yb0)、および右上座標Pd1(Xb1、Yb1)が入力される(図20参照)。
距離Ctおよび回路設計領域3Dの矩形座標に基づき、クラック延伸防止領域CRの矩形座標Pce0およびPce1を求める(図20参照)。さらに、スクライブ線センター間のX方向の距離WcxおよびY方向の距離Wcyを求める(図示せず)。
クラック延伸防止コーナーセルCCをクラック延伸防止領域CRの4隅に配置する。クラック延伸防止領域CRの4隅の座標は、上記の座標Pce0およびPce1に基づき求められる(図20参照)。
クラック延伸防止コーナーセルCC間の間隔c1を求め(図21参照)、間隔c1をクラック延伸防止エッジセルCEの幅wceで除算した値nceを計算する(図示せず)。
除算値nceが商のみか(c1/wceが割り切れる)、商および剰余を有するか(c1/wceが割り切れない)を判定する。
除算値nceが商のみの場合、その商(Nc)をアレイ数とするクラック延伸防止エッジセルCEを、クラック延伸防止コーナーセルCC間に隣接させて配置する。配置ピッチは、クラック延伸防止エッジセルCEの幅wceに設定される。
除算値nceが商および剰余を有する場合、図21に示される通り、クラック延伸防止コーナーセルCC間に、第1クラック延伸防止エッジセル群Gce1および第2クラック延伸防止エッジセル群Gce2が配置される。第1クラック延伸防止エッジセル群Gce1および第2クラック延伸防止エッジセル群Gce2は、各々、幅wceをピッチとして配置されたアレイ数Nc1およびアレイ数Nc2のクラック延伸防止エッジセルCEで構成される。
Nc1=floor(floor(Nc)/2)…… 式31
Nc2=ceil(floor(Nc/2))…… 式32
ここで、floorおよびceilは、各々、床関数および天井関数である。
Ncf1=ceil(c2/wcf)
ここで、記号”/”は、除算を意味する。
シールリング/クラック延伸防止レイアウト生成システム8は、テーブルファイル8bに記述された回路設計領域3Dのデータ範囲および距離Ctに基づき、クラック延伸防止領域CRの形成領域を決定する。さらに、距離Wcに基づき、クラック延伸防止領域CRの形成領域を基準としたスクライブ線センターが確定される。この結果、クラック延伸防止領域CRの配置が容易に決定される。さらに、クラック延伸防止領域CRの形成領域は、スクライブ線の構造に依存しなくなる。
図23を参照して、実施の形態4に係る半導体装置4の構成を説明する。
図25を参照して、実施の形態5に係る半導体装置5の構成を説明する。
実施の形態1に係る半導体装置1等が有するブリッジパタンbrは、多重に配置されるシールリングsr1−sr8間を接続することで、シールリング領域SRの機械的強度の向上に寄与する。従って、所定ピッチで配置されるブリッジパタンbrは、チップ外周辺方向に延在して配置されるシールリングが、半導体装置チップに加えられる応力に対して、その機械的強度を向上させる機能を奏する形状であれば良い。
Claims (20)
- 半導体基板に形成された回路設計領域と、
前記回路設計領域の周囲に配置されたシールリング領域と、
を備える半導体装置であって、
前記シールリング領域は、第1シールリングコーナーセルおよび第2シールリングコーナーセルと、前記第1シールリングコーナーセルおよび前記第2シールリングコーナーセルと接続される第1シールリングおよび第2シールリングと、前記第1シールリングおよび前記第2シールリングと接続される複数の第1ブリッジパタンと、を有し、
前記複数の第1ブリッジパタンは、前記第1シールリングコーナーセルと隣接して、第1間隔で所定数配置された前記第1ブリッジパタンからなる第1グループと、前記第1グループと第2間隔離れた位置に、前記第1間隔で所定数配置された前記第1ブリッジパタンからなる第2グループと、を有し、
前記第2間隔は、前記第1間隔より大きい、半導体装置。 - 前記第1シールリングコーナーセルは、前記第1シールリングおよび前記第2シールリングと各々接続される第2ブリッジパタンを有し、
前記第2ブリッジパタンは、前記第2ブリッジパタンと隣接して配置された前記第1グループの前記第1ブリッジパタンから第3間隔離れた位置に配置され、
前記第3間隔は、前記第2間隔より小さい、請求項1記載の半導体装置。 - 前記第3間隔は、前記第1間隔と等しい、請求項2記載の半導体装置。
- 前記複数の第1ブリッジパタンは、前記第2グループおよび前記第2シールリングコーナーセルとの間に配置された第3グループを、さらに有し、
前記第3グループは、前記第2グループから第4間隔離れた位置に、前記第1間隔で所定数配置された前記第1ブリッジパタンを有し、
前記第4間隔は前記第1間隔より大きい、請求項1記載の半導体装置。 - 前記第1シールリングおよび前記第2シールリングは、前記第1シールリングコーナーセルおよび前記第2シールリングコーナーセルの間において、前記半導体基板の1辺と平行である、請求項1ないし請求項4いずれか1項記載の半導体装置。
- 前記第1シールリング、前記第2シールリング、前記第1ブリッジパタン、および前記第2ブリッジパタンは、配線層およびビアで形成される、請求項5記載の半導体装置。
- 前記第2間隔、前記第3間隔、および前記第4間隔は、隣接して配置される前記第1ブリッジパタンの中心間隔である、請求項1、請求項2、または請求項4いずれか1項記載の半導体装置。
- 半導体基板に形成された回路設計領域と、
前記回路設計領域の周囲に配置されたクラック延伸防止領域と、
を備える半導体装置であって、
前記クラック延伸防止領域は、第1クラック延伸防止コーナーセルおよび第2クラック延伸防止コーナーセルと、前記第1クラック延伸防止コーナーセルおよび前記第2クラック延伸防止コーナーセル間に配置された複数の第1ダミーパタンと、を有し、
前記複数の第1ダミーパタンは、前記第1クラック延伸防止コーナーセルと隣接して、第1間隔で所定数配置された前記第1ダミーパタンからなる第1グループと、前記第1グループと第2間隔離れた位置に、前記第1間隔で所定数配置された前記第1ダミーパタンからなる第2グループと、を有し、
前記第2間隔は、前記第1間隔より大きい、半導体装置。 - 前記第1クラック延伸防止コーナーパタンは、前記第1グループのダミーパタンと隣接して配置される第2ダミーパタンパタンを有し、
前記第2ダミーパタンは、前記第2ダミーパタンと隣接して配置された前記第1グループの前記第1ダミーパタンから第3間隔離れた位置に配置され、
前記第3間隔は、前記第2間隔より小さい、請求項8記載の半導体装置。 - 前記第3間隔は、前記第1間隔と等しい、請求項9記載の半導体装置。
- 前記複数の第1ダミーパタンは、前記第2グループと前記第2クラック延伸防止コーナーセル間に配置された第3グループを、さらに有し、
前記第3グループは、前記第2グループから第4間隔離れた位置に、前記第1間隔で所定数配置された前記第1ダミーパタンを有し、
前記第4間隔は前記第1間隔より大きい、請求項8記載の半導体装置。 - 前記第1ダミーパタンおよび前記第2ダミーパタンは、前記半導体基板の1辺と平行に配置される、請求項8ないし請求項11いずれか1項記載の半導体装置。
- 前記第1ダミーパタンおよび前記第2ダミーパタンは、配線層およびビアで形成される、請求項12記載の半導体装置。
- 前記第2間隔、前記第3間隔、および前記第4間隔は、隣接して配置される前記第1ダミーパタンまたは第2ダミーパタンの中心間隔である、請求項8、請求項9、または請求項11いずれか1項記載の半導体装置。
- 実行パラメータ、テーブルファイル、および部品データファイルに基づき、回路設計領域の周囲に配置する第1保護領域を有する半導体装置のレイアウト設計システムであって、
前記テーブルファイルに記載された保護領域データデザインブロック記述に基づき、前記第1保護領域に配置される第1コーナーセル、第1エッジセル、第1間隔調整セル、第1間隔、および第1保護領域配置間隔を読出し、
前記実行パラメータとして設定された前記回路設計領域の矩形座標および前記第1保護領域配置間隔に基づき、前記第1保護領域の矩形座標を設定し、
前記第1保護領域の各コーナー部に前記第1コーナーセルを配置し、
前記第1コーナーセル間の距離を被除数とし、前記第1間隔を除数とする除算結果の商に基づき、前記第1コーナーセル間に、前記第1間隔で前記第1エッジセルを所定数配置した第1エッジセル群と、前記第1配置間隔で前記第1エッジセルを所定数配置した第2エッジセル群と、を配置し、
前記除算結果の剰余に基づき、前記第1エッジセル群および前記第2エッジセル群の間に、前記第1間隔よりも小さい幅を有する前記第1間隔調整セルを配置する、レイアウト設計システム。 - 前記被除数を、前記第1コーナーセル間の距離から最小間隔を減算した値とする、請求項15記載のレイアウト設計システム。
- 前記テーブルファイルに記載された前記保護領域データデザインブロック記述に基づき、第2保護領域に配置される第2コーナーセル、第2エッジセル、第2間隔調整セル、第2間隔、および第2保護領域配置間隔を、さらに読出し、
前記実行パラメータとして設定された前記回路設計領域の矩形座標および前記第2保護領域配置間隔に基づき、前記第1保護領域を囲む前記第2保護領域の矩形座標を設定し、
前記第2保護領域の各コーナー部に前記第2コーナーセルを配置し、
前記第2コーナーセル間の距離を被除数とし、前記第2間隔を除数とする除算結果の商に基づき、前記第2コーナーセル間に、前記第2間隔で前記第2エッジセルを所定数配置した第3エッジセル群と、前記第2間隔で前記第2エッジセルを所定配置した第4エッジセル群と、を配置し、
前記除算結果の剰余に基づき、前記第3エッジセル群および前記第4エッジセル群の間に、前記第2間隔よりも小さい幅を有する前記第2間隔調整セルを配置する、請求項15記載のレイアウト設計システム。 - 前記被除数を、前記第2コーナーセル間の距離から前記最小間隔を減算した値とする、請求項17記載のレイアウト設計システム。
- 前記第1間隔調整セルは、前記半導体装置の外周辺中央部近傍に配置される、請求項15または請求項16記載のレイアウト設計システム。
- 前記第2間隔調整セルは、前記半導体装置の外周辺中央部近傍に配置される、請求項17または請求項18記載のレイアウト設計システム。
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