JP2014236041A - Semiconductor device and layout method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特にそのレイアウト方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a layout method thereof.
半導体装置のレイアウト方法として、多層配線を採用し、配線層毎に所定ピッチのラインアンドスペースを基礎とする配線レイアウトを行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a layout method of a semiconductor device, a method of adopting multilayer wiring and performing wiring layout based on a line-and-space with a predetermined pitch for each wiring layer is known (for example, see Patent Document 1).
また、配線間隔が広い場合に生じる種々の問題点を解決する方法として、配線間にフィルメタルと呼ばれるダミーを配置する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, as a method for solving various problems that occur when the wiring interval is wide, a technique of arranging a dummy called a fill metal between wirings is known (for example, see Patent Document 2).
半導体装置の微細化にともない、内部配線の幅も縮小している。ここで、幅の狭い配線は、単独で形成されると倒壊しやすくなるという問題がある。そのため、複数の配線を所定値以下の間隔で平行に配置するラインアンドスペースパタンを基礎とする配線レイアウトが利用されている。 With the miniaturization of the semiconductor device, the width of the internal wiring is also reduced. Here, there is a problem that a narrow wiring is likely to collapse when formed alone. For this reason, a wiring layout based on a line and space pattern in which a plurality of wirings are arranged in parallel at intervals of a predetermined value or less is used.
しかしながら、実際の回路では、各配線の長さはその用途に応じて決まるため、一定ではない。つまり、互いに隣接する配線は、必ずしも全長にわたって隣接しているわけではない。そのため、配線間隔を所定位置以下にできない領域(以下、空き領域という)が必ず発生する。そこで、関連する技術では、空き領域に、配線から電気的に独立したフィルメタルと呼ばれるダミーを配置するようにしている。 However, in an actual circuit, the length of each wiring is determined according to its use, and thus is not constant. That is, the wirings adjacent to each other are not necessarily adjacent over the entire length. For this reason, an area in which the wiring interval cannot be made equal to or less than a predetermined position (hereinafter referred to as a vacant area) always occurs. Therefore, in the related technology, a dummy called a fill metal that is electrically independent from the wiring is arranged in the empty area.
しかしながら、フィルメタルは、それが占有する面積の最小値(最小面積基準)が決められている。つまり、その占有面積が最小面積基準よりも小さくなる空き領域には、フィルメタルを配置することはできない。これは、配線幅及びその配線間隔が狭くなればなるほど、フィルメタルを配置できない空き領域が増加する可能性が高いことを意味する。配線幅が狭くなるほど倒壊の危険性は高まるが、それを手作業で修正することは現実には不可能であり、フィルメタルを配置できない空き領域の存在は今後ますます大きな問題となると予想される。 However, the minimum value (minimum area standard) of the area occupied by the fill metal is determined. That is, the fill metal cannot be arranged in an empty area whose occupied area is smaller than the minimum area standard. This means that the smaller the wiring width and the wiring interval, the higher the possibility that the empty area where the fill metal cannot be arranged increases. The narrower the wiring width, the higher the risk of collapse, but it is impossible to manually correct it, and the existence of free space where fill metal can not be placed is expected to become a bigger problem in the future .
本発明の一実施の形態に係るコンピュータ支援設計システムによる半導体装置のレイアウト方法は、第1方向に関して予め設定されたルーティングピッチ条件を満たすように複数の配線パタンを含む配線レイアウトを生成し、前記配線レイアウトから前記ルーティングピッチ条件に違反する第1不適合箇所を検出し、前記第1不適合箇所に前記ルーティングピッチ条件を満たすようにズレ補正パタンを設けて修正された配線レイアウトを生成し、前記修正された配線レイアウトから、前記第1方向に隣接する2つの配線パタン間の距離が第1最大許容値より大きくかつ前記第1方向に直交する第2方向に隣接する2つの配線パタン間の距離が第2最大許容値よりも大きい矩形の第2不適合箇所を検出し、前記第2不適合箇所に、前記第2方向に隣接する前記2つの配線パタン間の距離が前記第2最大許容値以下となるように、前記ルーティングピッチ条件を満たす延長配線パタンを設ける、ことを特徴とする。 A layout method of a semiconductor device by a computer-aided design system according to an embodiment of the present invention generates a wiring layout including a plurality of wiring patterns so as to satisfy a predetermined routing pitch condition in the first direction, and the wiring A first nonconforming portion that violates the routing pitch condition is detected from the layout, and a corrected wiring layout is generated by providing a misalignment correction pattern so as to satisfy the routing pitch condition at the first nonconforming portion, and the corrected From the wiring layout, the distance between the two wiring patterns adjacent to each other in the first direction is larger than the first maximum allowable value and the distance between the two wiring patterns adjacent to the second direction orthogonal to the first direction is the second. A rectangular second nonconforming portion that is larger than the maximum allowable value is detected, and the second nonconforming portion is detected in the second direction. As the distance between the two wiring patterns adjacent becomes less than the second maximum permissible value, providing the routing pitch satisfying extension wiring pattern, characterized in that.
また、本発明の他の実施の形態に係る半導体装置は、第1配線層に第1配線及び第2配線を含み、前記第1配線及び前記第2配線の各々は、ビアに接続される少なくとも一つのコンタクト領域を備え、前記第1の配線の端部から最も近くのコンタクト領域までの距離と、前記第2の配線の端部から最も近くのコンタクト領域までの距離とが、互いに異なることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes a first wiring and a second wiring in a first wiring layer, and each of the first wiring and the second wiring is at least connected to a via. One contact region, and the distance from the end of the first wiring to the nearest contact region is different from the distance from the end of the second wiring to the nearest contact region. A featured semiconductor device.
配線レイアウトの第1不適合箇所として、第1方向に関して設定されたルーティングピッチ条件に違反した箇所を検出し、それを修正するズレ補正パタンを設けた後、修正された配線レイアウトの第2不適合箇所として、第1方向及びそれに直交する第2方向に関して第1及び第2最大許容値をそれぞれ超える領域を検出し、その領域にルーティングピッチ条件を満たす延長補正パタンを設けるようにしたことで、ダミーフィルメタルでは埋められない空き領域を、最大配線間隔条件を満たす状態に補正することができる。 As a first nonconforming part of the wiring layout, a part that violates the routing pitch condition set for the first direction is detected, and after providing a deviation correction pattern for correcting it, as a second nonconforming part of the corrected wiring layout By detecting an area exceeding the first and second maximum allowable values in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction and providing an extended correction pattern that satisfies the routing pitch condition in the area, the dummy fill metal is provided. In this case, the empty area that cannot be filled in can be corrected to a state that satisfies the maximum wiring interval condition.
本発明の実施の形態について説明する前に、まず、本発明の理解を容易にするため、配線幅Wと配線間隔Sとの関係について説明する。ここでは、複数の配線が所定のピッチで平行に配置されたラインアンドスペースパタンであるとする。なお、このような、ラインアンドスペースを基礎とする配線は、多層化されて所望の回路を構成する、例えば半導体装置のランダムロジックエリアにおいて用いられる。ランダムロジックエリアは、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)装置であれば、周辺回路に相当する。 Before describing the embodiment of the present invention, first, the relationship between the wiring width W and the wiring interval S will be described in order to facilitate understanding of the present invention. Here, it is assumed that a plurality of wirings are line and space patterns arranged in parallel at a predetermined pitch. Such a line-and-space-based wiring is used in, for example, a random logic area of a semiconductor device that forms a desired circuit by being multilayered. The random logic area corresponds to a peripheral circuit in a DRAM (Dynamic Random Access Memory) device, for example.
図1は、配線幅Wと許容される配線間隔Sとの関係を示す配線マトリックステーブル(配線基準)の一例である。 FIG. 1 is an example of a wiring matrix table (wiring reference) showing the relationship between the wiring width W and the allowable wiring interval S.
図1に示すように、配線幅Wが小さくなるほど(W1c>W1b>W1a>W1>W2>W3)、最小配線間隔minSを小さくすることができる(minS1c>minS1b>minS1a>minS1>minS2>minS3)。これにより配線の占有面積を縮小し、半導体装置の微細化に貢献できる。 As shown in FIG. 1, as the wiring width W becomes smaller (W1c> W1b> W1a> W1> W2> W3), the minimum wiring interval minS can be reduced (minS1c> minS1b> minS1a> minS1> minS2> minS3). . This can reduce the area occupied by the wiring and contribute to miniaturization of the semiconductor device.
一方で、配線幅Wが小さくなるほど、最大配線間隔maxSも小さくする必要がある(maxS1(制限なし)>maxS2>maxS3)。これは、配線幅Wが小さくなると、その配線がリソグラフィーの際に孤立困難または不能となるが、周囲に他の配線が存在していれば、その倒壊が防止又は抑制されるからである。つまり、配線幅Wが小さい配線ほど、より近くに他の配線を配置する必要がある。 On the other hand, as the wiring width W decreases, the maximum wiring interval maxS needs to be reduced (maxS1 (no restriction)> maxS2> maxS3). This is because if the wiring width W is reduced, it becomes difficult or impossible to isolate the wiring during lithography, but if there are other wirings in the vicinity, the collapse is prevented or suppressed. That is, as the wiring width W is smaller, it is necessary to arrange other wiring closer.
図2Aは、図1の点P1における配線幅W1及び配線間隔minS1を採用して設計した配線ピッチT1=W1+minS1のラインアンドスペースパタンを基礎とする配線レイアウトの一例の一部分を示す図である。尚、以下の説明では配線ピッチが規定される方向(図の上下方向)を第1方向と呼び、配線が延在する方向(第1方向に垂直な方向、図の左右方向)を第2方向と呼ぶ。 FIG. 2A is a diagram showing a part of an example of a wiring layout based on a line-and-space pattern of wiring pitch T1 = W1 + minS1 designed by adopting wiring width W1 and wiring interval minS1 at point P1 in FIG. In the following description, the direction in which the wiring pitch is defined (vertical direction in the figure) is referred to as the first direction, and the direction in which the wiring extends (direction perpendicular to the first direction, horizontal direction in the figure) is the second direction. Call it.
図2Aにおいて第1方向中央に位置する配線210aは、ビア220aを介して図示しない他の配線層に電気的に接続される。そのため、配線210aは、第1方向両隣に位置する配線211a、212aよりも、第2方向に関して短い。その結果、配線211aと配線212aとの間には、配線間隔S1の空き領域230aが存在する。上述したように、配線幅WがW1以上の場合、最大配線間隔maxSに制限は無い。即ち、配線間隔S1がどのような値であっても、配線211a,212aはいずれも孤立可能であり、配線間隔が広いことによる倒壊の問題が生じることはない。
In FIG. 2A, the
図2Bは、図1の点P2における配線幅W2及び配線間隔minS2を採用して設計した配線ピッチT2=W2+minS2のラインアンドスペースパタンを基礎とする配線レイアウトの一例の一部分を示す図である。 FIG. 2B is a diagram showing a part of an example of a wiring layout based on a line and space pattern of wiring pitch T2 = W2 + minS2 designed by adopting wiring width W2 and wiring interval minS2 at point P2 in FIG.
図2Bにおいて第1方向中央に位置する配線210bは、ビア220bを介して図示しない他の配線層に電気的に接続される。そのため、配線210bは、第1方向両隣に位置する配線211b、212bよりも第2方向に関して短い。その結果、配線211bと配線212bとの間には、配線間隔S2の空き領域230bが存在する。ここで、図1の点P2は、S2≦max2S、が成立するように定められた点である。したがって、配線210bの両側に位置する配線211b、212b間の距離S2最大配線間隔max2S以下であり、これらの配線211b、212bに配線間隔が広いことによる倒壊の問題を回避できる。また、図示しない領域において最大配線間隔maxS2を超える配線間隔の空き領域が存在するような場合であっても、配線ピッチT2が比較的大きな値であるため、フィルメタル法を用いてその空き領域にダミーフィルメタルを配置できる可能性が高い。よって、この場合においても配線間隔が広いことによる配線の倒壊の問題はほとんど生じない。
In FIG. 2B, the
図2Cは、図1の点P3における配線幅W3及び配線間隔minS3を採用して設計した配線ビッチT3=W3+minS3のラインアンドスペースパタンを基礎とする配線レイアウトの一例を示す図である。 FIG. 2C is a diagram showing an example of a wiring layout based on the line and space pattern of the wiring bit T3 = W3 + minS3 designed by adopting the wiring width W3 and the wiring interval minS3 at the point P3 in FIG.
図2Cにおいて上下方向中央に位置する配線210cは、ビア220cを介して図示しない他の配線層に電気的に接続される。そのため、配線210cは、第1方向両隣に位置する配線211c、212cよりも第2方向に関して短い。その結果、配線211cと配線212cとの間には、配線間隔S3の空き領域230cが存在する。この場合、S3>max3S、であるため、配線210cの両側に位置する配線211c、212cは、その一部に隣接する配線までの距離が最大配線間隔maz3Sを越える部分を含むことになる。したがって、これら配線211c、212cは、倒壊する恐れがある。空き領域230cにフィルメタル法によるダミーフィルメタルを配置することにより倒壊の問題を解決できる可能性はなくはない。しかしながら、空き領域にフィルメタル法によりダミーフィルメタルを配置するには、最小面積基準を満たさなければならない。図2Cの場合、配線ピッチT3が小さいので、空き領域が第2方向に相当長くなければならない。それゆえ、フィルメタル法の最小面積基準を満たせずにダミーフィルメタルを配置できない場合が多々生じ得る。
In FIG. 2C, the
例えば、図3に示す配線レイアウトでは、多くの空き領域にダミーフィルメタル310を配置することができる。しかし、空き領域320については、最小面積基準を満たさないため、ダミーフィルメタルは配置されていない。
For example, in the wiring layout shown in FIG. 3, the dummy fill
ここで、ダミーフィルメタルを配置するために必要とされる配線の最小面積基準がminAreaであるとする。また、空き領域320における配線間隔が最大配線間隔maxSを超えるS4(=W+2・minS)であるとする。この場合、空き領域320の長さL1がL1≧minArea/W+(minS・2)でなければ、そこにフィルメタル法によるダミーフィルメタルを配置することはできない。
Here, it is assumed that the minimum area reference of wiring required for disposing the dummy fill metal is minArea. Further, it is assumed that the wiring interval in the
なお、図3の例では、空き領域321等においても隣接する配線間隔はS4に等しく最大配線間隔maxSよりも大きい。しかしながら、空き領域321等では、第2方向に沿って隣接する配線331とダミーフィルメタル311(あるいは他の配線)との距離L2が、所定の値(例えば、最大配線間隔maxS)以下である。このため、空き領域321等では、第2方向に関してパタン(配線とダミーフィルメタル、あるいは配線同士)が連続しているとみなすことができる。そのため、空き領域321等の周囲において配線の倒壊の問題は生じない。
In the example of FIG. 3, the adjacent wiring interval in the
また、ダミーフィルメタルを配置できない例として、図4に示すような配線レイアウトもある。 Further, as an example in which the dummy fill metal cannot be arranged, there is a wiring layout as shown in FIG.
図4の配線レイアウトでは、第2方向に延在する主配線410のうちのいくつかの端部に、ダブルビア420を形成するための副配線430が接続されている。
In the wiring layout of FIG. 4,
副配線430同士の間隔S5は、ダブルビア420が接続される図示しない他の配線層の配線ピッチT4によって決まる。このため、配線間隔S5は、この配線層における配線幅Wに対応する最大配線間隔maxSよりも大きい。また、空き領域440のように、副配線430と主配線410との間の配線間隔S6が最大配線間隔maxSを超えることもある。しかしながら、これら副配線間に形成される空き領域441や、副配線430と主配線410との間に形成される空き領域440の面積がダミーフィルメタルを配置するための最小面積基準よりも小さいと、それらの空き領域440,441には、ダミーフィルメタルを配置することができない。よって、これらの副配線430及びその周辺の周辺配線410は、倒壊の恐れがある。
The interval S5 between the sub-wirings 430 is determined by the wiring pitch T4 of another wiring layer (not shown) to which the double via 420 is connected. For this reason, the wiring interval S5 is larger than the maximum wiring interval maxS corresponding to the wiring width W in this wiring layer. Further, like the
さらに、ダミーフィルメタルを配置できない別の例として、図5に示すような配線レイアウトもある。 Furthermore, as another example in which the dummy fill metal cannot be arranged, there is a wiring layout as shown in FIG.
通常、配線レイアウト設計は、自動配線ツール(コンピュータ支援設計システム)を用いて行われる。その場合、配線は、予め設定されたルーティングピッチT5により定まるルーティンググリッド510上を通過するように配置される。しかしながら、図5に示す配線521や522のように、周囲の状況によっては、ルーティンググリッド510からズレたり外れたりして配置される配線が生じることがある。このような配線の周囲に形成される空き領域の中には、A:フィルメタル法によるダミーフィルメタルを配置するために必要とされる幅(配線間隔)が不足するもの(空き領域531,532)や、B:フィルメタルの最小面積基準を満たさないもの(空き領域533,534)が存在する。
Usually, wiring layout design is performed using an automatic wiring tool (computer-aided design system). In this case, the wiring is arranged so as to pass on the
本発明は、上述したようなメタルフィル法によるダミーフィルメタルを配置することができない空き領域(320,440−441,531−534)に、配線パタンのズレを補正するズレ補正パタン及び/又は配線パタンを延長する延長補正パタンを追加することにより、上記問題の少なくとも一つを解決しようとするものである。 According to the present invention, a displacement correction pattern and / or a wiring for correcting a displacement of a wiring pattern in empty areas (320, 440-441, 531-534) where a dummy fill metal by the metal fill method as described above cannot be arranged. At least one of the above problems is solved by adding an extension correction pattern for extending the pattern.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図6は、本発明の第1の実施の形態に係るコンピュータ支援設計システムによる半導体装置のレイアウト方法の全体の流れを示すフローチャートである。本実施の形態に係るレイアウト方法は、孤立配線補正ダミー発生ステップ(ST105)を含むことを特徴とする。他のステップについては関連するレイアウト方法と同様である。 FIG. 6 is a flowchart showing an overall flow of the layout method of the semiconductor device by the computer-aided design system according to the first embodiment of the present invention. The layout method according to the present embodiment includes an isolated wiring correction dummy generation step (ST105). Other steps are the same as the related layout method.
図6を参照すると、まず、ステップST101において、フロアプランの作成が行われる。 Referring to FIG. 6, first, in step ST101, a floor plan is created.
次に、ステップST102において、フロアプランに従い、素子の自動配置と素子間を接続する自動配線が行われ、配線レイアウトが作成される。 Next, in step ST102, according to the floor plan, automatic arrangement of elements and automatic wiring for connecting elements are performed, and a wiring layout is created.
次に、ステップST103において、配線に誤りが無いか等の検証が行われる。検証の結果、エラーが検出された場合(Yes)には、再度ステップST102に戻り、素子の自動配置及び自動配線をやり直す。一方、検証の結果、エラーが検出されなかった場合(No)には、ステップST104に進む。 Next, in step ST103, it is verified whether or not there is an error in the wiring. If an error is detected as a result of the verification (Yes), the process returns to step ST102 again, and automatic element placement and automatic wiring are performed again. On the other hand, if no error is detected as a result of the verification (No), the process proceeds to step ST104.
ステップST104では、得られた配線レイアウトに対して、ダミーメタルフィル法によるダミーフィルメタルの挿入配置が行われる。 In step ST104, dummy fill metal insertion placement is performed on the obtained wiring layout by the dummy metal fill method.
続いて、ステップST105において、孤立配線補正ダミーパタンを発生させる。つまり、ダミーフィルメタルを配置できない空き領域に補正パタンを挿入配置する。 Subsequently, in step ST105, an isolated wiring correction dummy pattern is generated. That is, the correction pattern is inserted and arranged in an empty area where the dummy fill metal cannot be arranged.
ステップST105では、まず、配線がルーティンググリッドからズレている箇所を検出し、それを補正するズレ補正パタンを発生させる(ステップST201)。 In step ST105, first, a position where the wiring is shifted from the routing grid is detected, and a shift correction pattern for correcting it is generated (step ST201).
それから、ダミーフィルメタルを配置できない最小面積基準違反箇所を検出し、周囲の配線を延長する延長補正パタンを発生させる(ステップST202)。 Then, the minimum area standard violation point where the dummy fill metal cannot be arranged is detected, and an extension correction pattern for extending the surrounding wiring is generated (step ST202).
さらに、必要であれば、複雑なパタン形状部分を検出し、形状補正パタンを発生させる(ステップST203)。 Further, if necessary, a complicated pattern shape portion is detected and a shape correction pattern is generated (step ST203).
この後、ステップST106において、空き領域の有無を検証し、空き領域が残っている場合(Yes)には、ステップST104に戻り、空き領域が残っていない場合(No)には、処理を終了する。 Thereafter, in step ST106, the presence / absence of a free area is verified. If a free area remains (Yes), the process returns to step ST104. If no free area remains (No), the process ends. .
その後、得られた配線レイアウトを用いる配線形成工程を含む半導体装置の製造工程を実施し、半導体装置を得る。半導体装置の製造方法は、関連する方法となんら変わるところは無い。得られた半導体装置に含まれる多層配線の各配線層では、その配線が、ズレ補正パタン、延長補正パタン及び形状補正パタンに対応する部分において、関連する半導体装置と異なっている。 Thereafter, a semiconductor device manufacturing process including a wiring forming process using the obtained wiring layout is performed to obtain a semiconductor device. The manufacturing method of the semiconductor device is not different from the related method. In each wiring layer of the multilayer wiring included in the obtained semiconductor device, the wiring is different from the related semiconductor device in a portion corresponding to the deviation correction pattern, the extension correction pattern, and the shape correction pattern.
具体的には、ズレ補正パタン及び/又は延長補正パタンに対応する部分の配線のエッジから最寄のビア(又はビアが接続されるコンタクト領域)までの距離が、それらの補正パタンが無い場合における配線のエッジから最寄ビア(又はビアが接続されるコンタクト領域)までの距離よりも長くなっている。また、延長補正パタンに対応する配線の部分は、主配線の配線幅及び配線間隔が維持されている。 Specifically, the distance from the edge of the wiring corresponding to the deviation correction pattern and / or the extension correction pattern to the nearest via (or the contact region to which the via is connected) when there is no such correction pattern. The distance is longer than the distance from the edge of the wiring to the nearest via (or contact region to which the via is connected). Further, in the wiring portion corresponding to the extension correction pattern, the wiring width and wiring interval of the main wiring are maintained.
次に、図7乃至図9を参照して、ステップST105について更に詳細に説明する。 Next, step ST105 will be described in more detail with reference to FIGS.
図7は、ステップST104を終えた後の配線レイアウトの一例を示す図である。この例では、ダミーメタルフィル法によるダミーフィルメタルを配置できなかった複数の空き領域710〜716が存在している。図8は、ステップST105を終えた後の配線パタンの一例を示す図である。図8に示される配線レイアウトでは、図7の配線パタンに対していくつの補正パタンが追加されている。図9は、ステップST105において図8の場合とは異なる処理を行った例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a wiring layout after step ST104 is completed. In this example, there are a plurality of
図7を参照すると、ルーティンググリッド720が点線で示されている。ルーティンググリッド720は、第1方向(図の上下方向))に関して第1の間隔(配線ピッチT)で配置されている。第1の間隔は、配線ピッチTを規定する。また、ルーティンググリッド720は、第1方向に直交する第2方向(図の左右方向)に関して第2の間隔で繰り返し配置されている。第2の間隔は、第1の間隔に比べ著しく狭い。
Referring to FIG. 7, the
図7の配線レイアウトには、ルーディンググリッド720に沿って図の左右方向に延びるように形成された複数の主配線730と、複数の主配線730に一部重なるように配置される副配線が含まれる。副配線には、第1配線730同士の間を電気的に接続する接続用配線741とダブルビアを実現するビア用配線742〜744とが含まれる。副配線の多く(741〜743)は、第2方向に沿って形成されるが、第1方向に沿って形成されるもの(744)もある。また、図7の配線レイアウトには、複数のダミーフィルメタル750が含まれている。各配線の端部から所定の距離だけ離れた位置には、上層配線層に含まれる配線に接続される上層ビア760もしくは下層配線層に含まれる配線に接続される下層ビア770が設けらている。
In the wiring layout of FIG. 7, a plurality of
図7の配線レイアウトに空き領域710〜716が残る原因として、A:パタンがルーティンググリッドからズレている場合(配線間隔の不足)、B:フィルメタル法による最小面積条件を満たすことができない場合、及びこれらA及びBの両方の場合、がある。これらの原因に対応するため、図6を参照して説明したように、まず、ルーティンググリッド720からズレたパタンを補正するズレ補正パタンを発生させ(ステップST201)、その後、最小面積基準を満たさない箇所の配線を延長する延長補正パタン(ステップST202)を発生させる。
The reason why the
図8を参照すると、ルーティンググリッド720からズレている副配線742〜744に対して、夫々、ルーティンググリッド720を跨ぎ、かつ主配線730のエッジの延長線に一致するエッジを持つズレ補正パタン811〜814が接続配置されている。ズレ補正パタン811〜813は、夫々対応する副配線742〜744から図の上方へ延びている。ズレ補正パタン814は、対応する副配線744から図の下方へ延びている。
Referring to FIG. 8, with respect to the sub-wirings 742 to 744 that are shifted from the
ズレ補正パタン811〜814を挿入配置した後に残る空き領域710〜713には、その領域の両側から中央に向かって延びる延長補正パタン821〜826が設けられている。換言すると、延長補正パタン821〜826の各々は、空き領域710〜713の両側に位置する2つの配線間に接続されている。これらの延長補正パタン821〜826は、ルーティングピッチ条件を満たすように、ルーティンググリッド720上に挿入配置されている。換言すると、延長補正パタン821〜826は、主配線730と同じ配線幅Wと配線間隔minSを維持するように配置されている。また、延長補正パタン821〜826の各々は、中央部で二分されている。これは、延長補正パタン821〜826の両側に位置する2つの配線間を電気的に分離した状態に保つためである。
In the
なお、上層ビア760及び下層ビア770が接続されるコンタクト領域は、通常、対応する配線の端部から所定の距離の位置に設けられる。しかし、ズレ補正パタン811,812や延長補正パタン821〜824が設けられた箇所では、配線の端部から最寄のコンタクト領域(ビア)までの距離は、所定の距離よりも長くなる。
Note that the contact region to which the upper layer via 760 and the lower layer via 770 are connected is usually provided at a predetermined distance from the end of the corresponding wiring. However, in the places where the
以上のようにして、本実施の形態によれば、幅の狭い配線を用いて、倒壊の恐れの無い配線レイアウトを実現することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a wiring layout without a fear of collapse using a narrow wiring.
さて、上述したように、図8の配線レイアウトは、配線の倒壊の恐れを回避することができる。しかしながら、空き領域712,713のように、補正パタンを設けることによって、配線パタンに比較的小さな凹凸が形成される場合がある。このような小さな凹凸は作製工程上望ましいものではない。
Now, as described above, the wiring layout of FIG. 8 can avoid the possibility of wiring collapse. However, there are cases where relatively small irregularities are formed in the wiring pattern by providing the correction pattern as in the
そこで、図9に示す配線レイアウトでは、このような小さな凹凸の形成をできるだけ回避するようにしている。具体的には、延長補正パタンを設ける際に、その延長パタンを接続しようとする2つの配線のエッジ長を比較し、短い方に延長補正パタンを接続するようにしている。なお、エッジ長は、図10に矢印で示すように、配線の第2方向の端部における第1方向に沿った直線部分の長さである。 Therefore, in the wiring layout shown in FIG. 9, the formation of such small irregularities is avoided as much as possible. Specifically, when the extension correction pattern is provided, the edge lengths of two wirings to be connected to the extension pattern are compared, and the extension correction pattern is connected to the shorter one. Note that the edge length is the length of the straight line portion along the first direction at the end of the wiring in the second direction, as indicated by an arrow in FIG.
図9を再び参照すると、空き領域710では、2つの配線のエッジ長はともに配線幅Wに等しい。したがって、図8の場合と同様に、2つの配線にそれぞれ延長補正パタン821を接続する。また、空き領域713では、2つの配線のエッジ長は、ともに配線幅Wに比べて十分に長く、互いに等しいと見なせる。したがって、図8の場合と同様に、2つの配線にそれぞれ延長補正パタン825,826を接続する。これに対して、空き領域711,712では、接続しようとする2つの配線のエッジ長の一方が配線幅Wに等しく、他方が配線幅Wより著しく長い。この場合、エッジ長の短い方の配線に、延長補正パタン827、828,829を接続する。これにより、空き領域712における配線パタンの形状を単純化することができる。即ち、延長補正パタンを設けたことにより小さな凹凸が形成されるのを回避する。
Referring again to FIG. 9, in the
空き領域713に関しては、上記方法では、その配線パタンの形状を単純化できない。そこで、形状補正パタン910をさらに追加し、パタン形状の凹所(凹部領域)を埋める。これにより、空き領域713における配線パタンの形状を単純化することができる。
With respect to the
次に、図11乃至図17を参照して、図7の配線レイアウトから図9の配線レイアウトを得る具体的な手順(ステップST201〜203)について説明する。なお、以下の処理は、データ処理であり実際の配線等を扱うものではない。また、以下の処理は、主配線と副配線とは区別されるが、ビアやフィルメタルは主配線と同様に扱われる。 Next, a specific procedure (steps ST201 to ST203) for obtaining the wiring layout of FIG. 9 from the wiring layout of FIG. 7 will be described with reference to FIGS. The following processing is data processing and does not handle actual wiring or the like. The following processing is distinguished from main wiring and sub wiring, but vias and fill metal are handled in the same manner as main wiring.
まず、図11示すように、図7の配線レイアウトに補完パタン1110を追加する。
First, as shown in FIG. 11, a
補完パタン1110の作成は、例えば以下のように行う。
For example, the
まず、図7の配線レイアウトに用いられたルーティンググリッドと同じルーディンググリッドに従うラインアンドスペースの基準パタンを作成する。また、図7の配線レイアウトの反転(Not)パタンを作成する。得られた基準パタンと反転パタンとの論理積(AND)を求めると、補完パタンが得られる。得られた補完パタンと図7の配線レイアウトとの論理和(OR)を求めれば、図11に示す配線レイアウトが得られる。 First, a line-and-space reference pattern according to the same routing grid as the routing grid used in the wiring layout of FIG. 7 is created. Further, a reverse (Not) pattern of the wiring layout of FIG. 7 is created. When a logical product (AND) of the obtained reference pattern and inverted pattern is obtained, a complementary pattern is obtained. If the logical sum (OR) of the obtained complementary pattern and the wiring layout of FIG. 7 is obtained, the wiring layout shown in FIG. 11 is obtained.
次に、図12に示すように、図11の配線レイアウトにおいて、第1方向に関して基本間隔違反箇所(第1不適合箇所、矩形領域)1121〜1124を検出する。換言すると、ルーティングピッチ条件に違反する箇所、即ち配線間隔がルーティングピッチTからズレている箇所を検出する。これは、図の上下方向に関して、第2配線のエッジと補完パタンのエッジとが不一致の箇所を検出することに等しい。 Next, as shown in FIG. 12, in the wiring layout of FIG. 11, basic interval violation places (first nonconforming places, rectangular areas) 1121 to 1124 are detected in the first direction. In other words, a location that violates the routing pitch condition, that is, a location where the wiring interval deviates from the routing pitch T is detected. This is equivalent to detecting a location where the edge of the second wiring and the edge of the complementary pattern do not match in the vertical direction in the figure.
次に、図13に示すように、検出した基本間隔違反箇所1121〜1124の違反を解消するように、ズレ補正パタン811〜814を配置し、そのエッジを関連する補完パタン1110の遠方側のエッジに一致させるよう拡大する。換言すると、ズレ補正パタン811〜814は、その第1方向のエッジの一方が対応する配線に接続され、他方のエッジが、第1方向に隣接する主配線を第2方向に延長した場合の遠方側のエッジに一致するように配置される。
Next, as shown in FIG. 13, the
以上により、ズレ補正パタン811〜814に関するパタンデータを得る。
As described above, pattern data regarding the
次に、得られたズレ補正パタンを図7の配線レイアウトに挿入配置する。ズレ補正パタンは、夫々接続された副配線と一体として扱われる。そして、得られた配線レイアウトを、前述したのと同様の手法を用いて補完パタンで補完する。こうして得られた配線レイアウトは、図14のようになる。 Next, the obtained deviation correction pattern is inserted and arranged in the wiring layout of FIG. The deviation correction pattern is treated as one piece with each connected sub-wiring. Then, the obtained wiring layout is complemented with the complement pattern using the same method as described above. The wiring layout thus obtained is as shown in FIG.
次に、補完パタン1410に接する配線エッジのうち、そのエッジ長が基本配線幅Wよりも長い配線エッジ1421〜1428を検出する。そして、検出した配線エッジ1421〜1428を持つ配線(ズレ補正パターン部分を含む)を基本配線間隔分(例えば、minSに等しい)だけ左右方向に拡大する。これにより、図15に示すような配線レイアウトが得られる。
Next, among the wiring edges that are in contact with the
次に、図15の配線レイアウトにおいて、一端が拡大された配線に接するとともに他端が第1配線に接する補完パタン1410−1〜1410−3を抽出する。そして、抽出した補完パタン1410−1〜1410−3を表すデータを、第1延長補正パタンを表すデータとして保持する。 Next, in the wiring layout of FIG. 15, complementary patterns 1410-1 to 1410-3 having one end in contact with the enlarged wiring and the other end in contact with the first wiring are extracted. Then, the data representing the extracted complementary patterns 1410-1 to 1410-3 is held as data representing the first extension correction pattern.
次に、再び図14の配線レイアウトを用意し、図16に示すように、補完パタン1410−1〜1410−3に関係する補完パタン1410を配線として扱うことにする。そして、残りの補完パタン1410の各々について、第2方向中心を検出し、基本配線幅に等しい幅の領域1610を画定する。画定された領域1610を除く補完パタン部分1620を抽出し、抽出した部分を表すパタンデータを第2延長補正パタンの表すデータとして保持する。
Next, the wiring layout of FIG. 14 is prepared again, and as shown in FIG. 16, the
上述のようにして得られた第1延長補正パタン及び第2延長補正パタンと図7の配線レイアウトとの論理和(OR)を求めると、図17に示すような配線レイアウトパタンが得られる。 When the logical sum (OR) of the first extension correction pattern and the second extension correction pattern obtained as described above and the wiring layout of FIG. 7 is obtained, a wiring layout pattern as shown in FIG. 17 is obtained.
こうして、第1方向に関して配線間距離が配線間隔minS(第1許容値)よりも長く、第2方向に関して配線間距離が基本配線幅(第2許容値)よりも長い、矩形領域を検出し、そこに第2方向の配線間距離を基本配線幅以下にし、かつルーディングピッチ条件を満たす第1及び第2延長配線パタンを設けることができる。 In this way, a rectangular area in which the inter-wiring distance is longer than the wiring interval minS (first allowable value) in the first direction and the inter-wiring distance is longer than the basic wiring width (second allowable value) in the second direction is detected. The first and second extended wiring patterns can be provided therewith the distance between the wirings in the second direction being equal to or smaller than the basic wiring width and satisfying the routing pitch.
次に、図17に示す配線レイアウトの中から、しきい値以下のエッジ長を持つエッジ1710を検出する。しきい値以下のエッジ長を持つエッジは、凹部領域を形成している可能性があるエッジである。なお、しきい値長以下の長さのエッジは、第2延長配線パタンによって形成される。
Next, an
それから、検出したエッジ1710とそれに連続する配線のエッジとで形成される矩形領域を抽出する。抽出した矩形領域が3つのエッジで囲まれていない場合、即ち、その領域を挟んで検出したエッジ1710に対向する他のエッジが存在しない場合には、その領域を除外する。そして、図18に示すように、抽出した矩形領域に対応する形状補正パタン910を表すパタンデータを生成する。
Then, a rectangular area formed by the detected
以上のようにして得られた全ての補正パタンデータを図7に示す配線レイアウトデータの論理積(OR)を求めることにより、図9の配線レイアウトが完成する。 The wiring layout of FIG. 9 is completed by obtaining the logical product (OR) of the wiring layout data shown in FIG. 7 for all the correction pattern data obtained as described above.
図19乃至図26は、補正パタンの配置例を示す図である。図19乃至図22は、副配線の配置ズレが無く、延長補正パタンのみが挿入配置された例を示す。図23は、ズレ補正パタンのみが挿入配置された例を示す。図24は、ズレ補正パタンと延長補正パタンの両方が挿入配置された例を示す。図25及び図26は、延長補正パタンと形状補正パタンとを挿入配置した例を示す。 FIG. 19 to FIG. 26 are diagrams showing examples of the arrangement of correction patterns. FIGS. 19 to 22 show examples in which only the extension correction pattern is inserted and arranged without any sub-wiring disposition. FIG. 23 shows an example in which only the displacement correction pattern is inserted and arranged. FIG. 24 shows an example in which both the deviation correction pattern and the extension correction pattern are inserted and arranged. 25 and 26 show an example in which an extension correction pattern and a shape correction pattern are inserted and arranged.
以上、本発明について好ましい実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の変形、変更が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made.
210a〜212a,210b〜212b,210c〜212c 配線
220a,220b,220c ビア
230a,230b,230c 空き領域
310,311 ダミーフィルメタル
320,321 空き領域
331 配線
410 主配線
420 ダブルビア
430 副配線
440,441 空き領域
510 ルーティンググリッド
521,522 配線
531,532,533,534 空き領域
710〜716 空き領域
720 ルーティンググリッド
730 主配線
741 接続用配線
742〜744 ビア用配線
750 ダミーフィルメタル
760 上層ビア
770 下層ビア
811〜814 ズレ補正パタン
821〜829 延長補正パタン
910 形状補正パタン
1110 補完パタン
1121〜1124 基本間隔違反箇所
1410,1410−1〜1410−3 補完パタン
1421〜1428 配線エッジ
1610 領域
1620 補完パタンの一部分
1710 エッジ
210a to 212a, 210b to 212b, 210c to
Claims (11)
前記配線レイアウトから前記ルーティングピッチ条件に違反する第1不適合箇所を検出し、
前記第1不適合箇所に前記ルーティングピッチ条件を満たすようにズレ補正パタンを設けて修正された配線レイアウトを生成し、
前記修正された配線レイアウトから、前記第1方向に隣接する2つの配線パタン間の距離が第1最大許容値より大きくかつ前記第1方向に直交する第2方向に隣接する2つの配線パタン間の距離が第2最大許容値よりも大きい矩形の第2不適合箇所を検出し、
前記第2不適合箇所に、前記第2方向に隣接する前記2つの配線パタン間の距離が前記第2最大許容値以下となるように、前記ルーティングピッチ条件を満たす延長配線パタンを設ける、
ことを特徴とするコンピュータ支援設計システムによる半導体装置のレイアウト方法。 Generating a wiring layout including a plurality of wiring patterns so as to satisfy a predetermined routing pitch condition with respect to the first direction;
Detecting a first nonconforming portion that violates the routing pitch condition from the wiring layout,
Providing a corrected wiring layout by providing a deviation correction pattern so as to satisfy the routing pitch condition at the first nonconforming location,
From the modified wiring layout, the distance between two wiring patterns adjacent to each other in the first direction is larger than the first maximum allowable value and between two wiring patterns adjacent to each other in the second direction orthogonal to the first direction. Detecting a rectangular second nonconformity where the distance is greater than the second maximum permissible value;
An extended wiring pattern that satisfies the routing pitch condition is provided at the second nonconforming location so that a distance between the two wiring patterns adjacent in the second direction is equal to or less than the second maximum allowable value;
A semiconductor device layout method using a computer-aided design system.
前記第2方向に隣接する前記2つの配線パタンの前記第1方向に沿ったエッジ長が互いに等しい場合は、前記第2つの配線パタンの両方に各々接続され、
前記第2方向に隣接する前記2つの配線パタンの前記第1方向に沿ったエッジ長が互いに異なる場合は、前記第2方向に隣接する配線パタンの一方に接続される、
ことを特徴とする請求項2に記載のコンピュータ支援設計システムによる半導体装置のレイアウト方法。 The extended wiring pattern is
When the edge lengths along the first direction of the two wiring patterns adjacent to each other in the second direction are equal to each other, they are connected to both of the second wiring patterns,
When the edge lengths along the first direction of the two wiring patterns adjacent in the second direction are different from each other, they are connected to one of the wiring patterns adjacent in the second direction.
A layout method of a semiconductor device by a computer-aided design system according to claim 2.
前記第3の不適合箇所が予め設定された最低面積基準を満たす場合に、前記複数の配線パタンから独立したダミーフィルメタルパタンを設けることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載のコンピュータ支援設計システムによる半導体装置のレイアウト方法。 After generating the wiring layout and before detecting the first nonconforming portion, detecting a third nonconforming portion where a distance between wiring patterns adjacent in the first direction is greater than the first maximum allowable value,
8. The dummy fill metal pattern independent from the plurality of wiring patterns is provided when the third nonconforming portion satisfies a preset minimum area criterion. 9. Layout method of semiconductor device by computer-aided design system.
前記第1配線及び前記第2配線の各々は、ビアに接続される少なくとも一つのコンタクト領域を備え、
前記第1の配線の端部から最も近くのコンタクト領域までの距離と、前記第2の配線の端部から最も近くのコンタクト領域までの距離とが、互いに異なることを特徴とする半導体装置。 The first wiring layer includes a first wiring and a second wiring,
Each of the first wiring and the second wiring includes at least one contact region connected to a via,
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a distance from an end portion of the first wiring to the nearest contact region is different from a distance from the end portion of the second wiring to the nearest contact region.
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WO2024037336A1 (en) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | 本源科仪(成都)科技有限公司 | Method and system for constructing pad pattern of chip, and storage medium and electronic device |
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