JP3494636B2 - Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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JP3494636B2
JP3494636B2 JP2001312832A JP2001312832A JP3494636B2 JP 3494636 B2 JP3494636 B2 JP 3494636B2 JP 2001312832 A JP2001312832 A JP 2001312832A JP 2001312832 A JP2001312832 A JP 2001312832A JP 3494636 B2 JP3494636 B2 JP 3494636B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置及びその製造方法に関する。更に詳しく言えば、CM
OS型ゲートアレイの論理セルの構造及びその論理セル
を用いた機能ブロックの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method. More specifically, CM
The present invention relates to a structure of a logic cell of an OS type gate array and a method of manufacturing a functional block using the logic cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置(以下LSI
という)は、プロセス微細化に伴い高集積化及び高性能
化がますます進む傾向にあり、それにつれて開発コスト
と開発期間は増加の一途をたどっている。そのような状
況の中で、ゲートアレイセルを含んだLSIの製造方法
は、CAD等を用いて配線パターンのみで設計できるこ
とから、製品の開発期間短縮やコスト削減あるいは多品
種少量生産に適したLSI製造方法として幅広い用途が
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuit devices (hereinafter referred to as LSI
The tendency toward higher integration and higher performance along with the process miniaturization is increasing, and the development cost and the development period are increasing accordingly. Under such circumstances, the method of manufacturing an LSI including a gate array cell can be designed only by a wiring pattern using CAD or the like, so that an LSI suitable for shortening product development period, cost reduction, or high-mix low-volume production It has a wide range of uses as a manufacturing method.

【0003】以下、従来例のゲートアレイLSIの構造
を図面を参照して説明する。図9は、従来例のゲートア
レイセルのレイアウト断面図である。940A、940
Bはそれぞれベースセルを示す。980は、ベースセル
940A、940B内のNチャンネルトランジスタ領域
あるいはPチャンネルトランジスタ領域であり、990
はゲートである。トランジスタ領域980あるいはゲー
ト990を、コンタクトVIA101で第1層目配線2
01と接続することにより配線パターンが形成され、論
理セルが構成される。
The structure of a conventional gate array LSI will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a layout sectional view of a conventional gate array cell. 940A, 940
Each B indicates a base cell. Reference numeral 980 denotes an N-channel transistor area or a P-channel transistor area in the base cells 940A and 940B.
Is the gate. Connect the transistor region 980 or the gate 990 to the contact VIA 101 in the first layer wiring 2
By connecting with 01, a wiring pattern is formed and a logic cell is formed.

【0004】このようにして構成された論理セル940
A、940Bは、論理セル間を接続するための任意数の
接続ピン954を有しており、コンタクトVIA11
2、第2層目配線202、コンタクトVIA123及び
第3層目配線203を介して相互に接続されている。さ
らに必要に応じて、第1層目配線201と第2層目配線
202をコンタクトVIA112で接続し、第2層目配
線202と第3層目配線203をコンタクトVIA12
3で接続することによって、多層配線の論理セルを構成
することも可能である。通常の論理セルであれば、ほと
んどの場合、第3層目配線まで使えば論理を構成でき
る。この場合、論理セル間の接続が更に上位配線を用い
て行われることは言うまでもない。
The logic cell 940 configured in this way
A and 940B have an arbitrary number of connection pins 954 for connecting the logic cells, and the contact VIA11.
2, the second layer wiring 202, the contact VIA 123, and the third layer wiring 203 are connected to each other. Furthermore, if necessary, the first layer wiring 201 and the second layer wiring 202 are connected by a contact VIA 112, and the second layer wiring 202 and the third layer wiring 203 are connected by a contact VIA 12.
It is also possible to form a multi-layered wiring logic cell by connecting at 3. In the case of a normal logic cell, in most cases, the logic can be configured by using the third layer wiring. In this case, needless to say, the connection between the logic cells is further performed by using the upper wiring.

【0005】以上に述べたようなゲートアレイセルの製
造においては、LSIの論理設計が開始され配線層用の
マスクが作製される時点で、ベースセル940A、94
0Bまでの製造工程が終了しており(マスタースライス
方式)、そこから残りの配線工程を実施することができ
るため、LSIの開発期間の短縮と設計費用の削減を図
ることができる。
In the manufacture of the gate array cell as described above, the base cells 940A, 94 are manufactured at the time when the logic design of the LSI is started and the mask for the wiring layer is manufactured.
Since the manufacturing process up to 0B is completed (master slice method) and the remaining wiring process can be performed from there, it is possible to reduce the development period of the LSI and the design cost.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ゲートアレイLSIの構造や製造方法には、以下に述べ
るような問題点があった。
However, the structure and manufacturing method of the conventional gate array LSI have the following problems.

【0007】近年のプロセスの微細化に伴い、多層配線
化はますます進む傾向にある。例えば、図9において、
機能ブロック400が5層配線で設計されており、ゲー
トアレイで構成された論理セル900A、900Bが、
論理セル間の接続を含めて3層の配線を伴っている場
合、論理セル900Bと機能ブロック400は、コンタ
クトVIA134、第4層目配線204、コンタクトV
IA145および第5層目配線205を介して接続ピン
955で接続されることになる。
With the miniaturization of processes in recent years, there is a tendency for multilayer wiring to become more and more advanced. For example, in FIG.
The functional block 400 is designed with five layers of wiring, and the logic cells 900A and 900B configured by the gate array are
When the wiring of three layers including the connection between the logic cells is involved, the logic cell 900B and the functional block 400 include the contact VIA 134, the fourth layer wiring 204, and the contact V.
The connection pin 955 is connected through the IA 145 and the fifth layer wiring 205.

【0008】そのため、配線工程の期間が増加し、ま
た、論理修正が必要となった場合、修正マスクが増加す
ることから、ゲートアレイLSIの特徴であった開発期
間の短縮と設計費用の削減が妨げられるようになってき
た。
Therefore, when the wiring process period is increased and the correction mask is increased when the logic correction is required, the development period and the design cost, which are the characteristics of the gate array LSI, can be shortened. I'm getting hindered.

【0009】本発明は、ゲートアレイ型半導体集積回路
装置の大規模化に際して、開発期間の短縮と開発費用の
削減が可能な、半導体集積回路装置の構造及びその製造
方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a structure of a semiconductor integrated circuit device and a method of manufacturing the same, which can shorten the development period and the development cost when the gate array type semiconductor integrated circuit device is enlarged. To do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成の半
導体集積回路装置は、半導体基板上に配列されたCMO
S型ベースセルと、m層(mは自然数)の配線層とを備
え、ベースセルと配線層により複数のゲートアレイ方式
の論理セルを構成している。上記課題を解決するため
に、論理セル内の配線および論理セル間の配線を、上位
n層(nは自然数)の配線層(n<m)を用い、下位
(m−n)層を用いずに構成しており、論理セルにおけ
る下位(m−n)層の配線層が、第1のコンタクトVI
Aと第1のコンタクトVIAに接続された第1の配線パ
ターンとからなる
A semiconductor integrated circuit device having a first structure according to the present invention is a CMO arrayed on a semiconductor substrate.
An S-type base cell and an m-layer (m is a natural number) wiring layer are provided, and the base cell and the wiring layer constitute a plurality of gate array type logic cells. In order to solve the above problems, using a wiring between the wiring and the logic cells within the logic cells, the wiring layer of the upper n-layer (n is a natural number) the (n <m), the lower
It is configured without using the (mn) layer,
The lower (mn) wiring layer is the first contact VI.
A and the first wiring pattern connected to the first contact VIA.
Consists of turns and .

【0011】 本発明の第2の構成の半導体集積回路装
置は、半導体基板上に配列されたCMOS型ベースセル
と、m層(mは自然数)の配線層とを備え、ベースセル
と配線層により複数のゲートアレイ方式の論理セルを構
成している。上記課題を解決するために、論理セル内の
配線および論理セル間の配線を、上位n層(nは自然
数)の配線層(n<m)を用い、下位(m−n)層を用
いずに構成している。前記論理セルにおける下位(m−
n)層の配線層が、前記ベースセルのゲート、ソース、
ドレイン、基板電位を含む全ての接続点を上位層に接続
させるための第2のコンタクトVIAと第2のコンタク
トVIAに接続された直上の第2の配線パターンとから
なるコネクションセルのみからなる
A semiconductor integrated circuit device having a second structure according to the present invention.
Is a CMOS type base cell arranged on a semiconductor substrate.
And a wiring layer of m layers (m is a natural number), the base cell
And a wiring layer form a plurality of gate array type logic cells.
Is made. In order to solve the above problems,
Wiring and wiring between logic cells are connected to the upper n layers (n is a natural
Number of wiring layers (n <m) and lower (mn) layers are used
It is configured without any means. Lower (m-
n) wiring layer is a gate, a source of the base cell ,
Connect all connection points including drain and substrate potential to the upper layer
And a second wiring pattern immediately above that is connected to the second contact VIA and second contactors <br/> bets VIA for causing
Only consists of connection cells.

【0012】 上記構成において、電源セルは、半導体
基板上に配列されたCMOS型ベースセルと、m層の配
線層とを備え、ベースセル内の電源の少なくとも1つの
グリッドに対応する第3のコンタクトVIAと、第3の
コンタクトVIAに接続された第3の配線パターンを下
位(m−n)層の配線層に有するものであって、電源セ
ルは、互いに隣接した電源セル同士の第3の配線パター
ンが接続されており、論理セルと隣接して配置されてい
るものである構成とすることもできる。
In the above structure, the power supply cell is a semiconductor
A CMOS type base cell arranged on a substrate and an m layer
And a line layer, the lower and the third contact VIA corresponding to at least one grid power in the base cell, the third wiring pattern connected to the third <br/> contact VIA
(M-n) wiring layers having a power source
Is the third wiring pattern between adjacent power cells.
Are connected and placed next to the logic cell.
It may be configured to be shall.

【0013】 また、GNDセルは、半導体基板上に配
列されたCMOS型ベースセルと、m層の配線層とを備
え、ベースセル内のGNDの少なくとも1つのグリッド
に対応する第4のコンタクトVIAと、第4のコンタク
トVIAに接続された第4の配線パターンを下位(m−
n)層の配線層に有するものであって、GNDセルは、
互いに隣接したGNDセル同士の第4の配線パターンが
接続されており、論理セルと隣接して配置されているも
のである構成とすることもできる。
Further, the GND cell is arranged on a semiconductor substrate.
Equipped with arrayed CMOS type base cells and m wiring layers
In addition, a fourth contact VIA corresponding to at least one grid of GND in the base cell and a fourth wiring pattern connected to the fourth contact VIA are connected to the lower order (m-
n) wiring layer, the GND cell is
The fourth wiring pattern of the GND cells adjacent to each other is
Connected and placed adjacent to the logic cell
It is also possible to have a configuration of.

【0014】[0014]

【0015】 本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、上記第2の構成の半導体集積回路装置を製造する方
法であって、ネットリスト及びパラメータファイルを入
力する第1の工程と、第1の工程で入力されたパラメー
タファイルのうちの配線層パラメータに基づいて配線層
を決定し、決定された配線層に適合する、K個( K は自
然数)のコネクションセルを含むLIB_Kを選択する
第2の工程と、第2の工程で選択されたLIB_Kを用
いて論理セルを配置する第3の工程と、第3の工程で配
置した論理セルの概略配線を行う第4の工程と、第4の
工程における概略配線後の配線混雑度を求める第5の工
程とを有する。第5の工程で得られた配線混雑度が所定
の範囲に入っていない場合は配線層パラメータを変更し
て第2の工程から第5の工程までを繰返し、配線混雑度
が所定の範囲内に入っている場合には、詳細配線を行い
マスクデータを出力する。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device having the second configuration, in which a netlist and a parameter file are input.
The first step to apply and the parameters entered in the first step
Layer based on the wiring layer parameters in the
, And the number of K ( K is
The number of LIB_K that contains the number of connection cells
Use the second step and the LIB_K selected in the second step.
The third step of arranging logic cells and
A fourth step of roughly wiring the placed logic cells;
Fifth process for obtaining the wiring congestion degree after rough wiring in the process
Have a degree. The wiring congestion degree obtained in the fifth step is predetermined.
If it is not within the range, change the wiring layer parameter
Repeat the second to fifth steps to determine the wiring congestion
If is within the specified range, perform detailed wiring.
Output mask data.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1〜8を参照しながら、本発明
の実施の形態におけるLSI及びその製造方法について
説明する。なお、図9に示した従来例における要素と同
一の構成および機能を有する要素については同一の符号
を付し、詳しい説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An LSI and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that elements having the same configurations and functions as those of the conventional example shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0018】(実施の形態1)図1は、実施の形態1に
おけるLSIのレイアウトの構成図である。本実施の形
態は、請求項1に記載の発明に対応する。論理セル10
0A、100Bは、図9の従来例における論理セル90
0A、900Bに対して更に、第2層目配線202と第
3層目配線203を有する構成とする。そして、第1層
目配線201と第2層目配線202がコンタクトVIA
112で、第2層目配線202と第3層目配線203が
コンタクトVIA123で各々接続され、最上部に接続
ピン954が設けられている。論理セル100Aと10
0Bは相互に、コンタクトVIA134、第4層目配線
204、コンタクトVIA145及び第5層目配線20
5aを介して接続されている。論理セル100Bと機能
ブロック400は、第5層目配線205bおよび接続ピ
ン955を介して接続されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram of a layout of an LSI in Embodiment 1. The present embodiment corresponds to the invention described in claim 1. Logic cell 10
0A and 100B are logic cells 90 in the conventional example of FIG.
0A and 900B are further provided with a second layer wiring 202 and a third layer wiring 203. Then, the first layer wiring 201 and the second layer wiring 202 contact the contact VIA.
At 112, the second layer wiring 202 and the third layer wiring 203 are connected to each other by the contact VIA 123, and the connection pin 954 is provided at the uppermost portion. Logic cells 100A and 10
0B are mutually connected to the contact VIA 134, the fourth layer wiring 204, the contact VIA 145, and the fifth layer wiring 20.
It is connected via 5a. The logic cell 100B and the functional block 400 are connected via the fifth layer wiring 205b and the connection pin 955.

【0019】このように、従来配線層としては3層しか
使用していなかった論理セル100A、100Bの領域
において、配線層を5層まで使用し、論理セル100
A、100Bを下位3層まで使用して構成する。そし
て、論理セル間の接続を上位2層とすることによって、
LSIの論理設計が開始され配線層のマスクが作成され
る時点で、第3配線層まで拡散をすすめておくことがで
きる。そのため、多層配線化に伴うLSI製造期間の増
加や、修正マスクの増加を防ぐことが可能となる。
As described above, in the area of the logic cells 100A and 100B, which conventionally used only three wiring layers, up to five wiring layers are used and the logic cell 100 is used.
A and 100B are used up to the lower three layers. Then, by setting the connection between the logic cells to the upper two layers,
When the logic design of the LSI is started and the mask of the wiring layer is created, the diffusion can be promoted to the third wiring layer. Therefore, it is possible to prevent an increase in the LSI manufacturing period and an increase in the correction mask due to the multi-layer wiring.

【0020】(実施の形態2)図2は、実施の形態2に
おけるLSIのレイアウトの構成図である。本実施の形
態は、請求項2に記載の発明に対応する。本実施の形態
では、論理セル100A、100B、100Cの領域に
おいて、配線層を5層まで使用し、コネクションセル2
00Aおよび200Bを下位2層に挿入しているので、
修正可能な配線層を上位3層とすることができる。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a layout diagram of an LSI according to the second embodiment. The present embodiment corresponds to the invention described in claim 2. In the present embodiment, in the areas of the logic cells 100A, 100B and 100C, up to five wiring layers are used, and the connection cell 2
Since 00A and 200B are inserted in the lower two layers,
The modifiable wiring layers can be the upper three layers.

【0021】図3(b)にコネクションセル200(2
00Aまたは200B)の構造を示す。コネクションセ
ル200は、図3(a)に示すベースセル940(94
0A、940Bまたは940C)の任意のグリッド21
0に対応するコンタクトVIA220(101または1
12)と、コンタクトVIA220に接続された直上の
配線パターン230(201Aまたは202B)とから
なる。図3(a)に示す240は電源ライン、250は
グランドラインである。図3(c)は、図3(a)のベ
ースセル940と図3(b)のコネクションセル200
が重なった状態を示している。なお、図3(c)のA−
Aは、図2に示した断面の位置を示している。
FIG. 3B shows a connection cell 200 (2
00A or 200B) structure is shown. The connection cell 200 is the base cell 940 (94) shown in FIG.
0A, 940B or 940C) optional grid 21
Contact VIA 220 (101 or 1 corresponding to 0
12) and the wiring pattern 230 (201A or 202B) immediately above which is connected to the contact VIA 220. In FIG. 3A, 240 is a power supply line and 250 is a ground line. 3C shows the base cell 940 of FIG. 3A and the connection cell 200 of FIG. 3B.
Shows the overlapping state. In addition, A- of FIG.
A shows the position of the cross section shown in FIG.

【0022】図2に示すように、論理セル100B、1
00Cにおいては、ベースセル940Aおよび940B
が各々、コネクションセル200Aおよび200Bと、
コンタクトVIA123を介して第3層目配線203と
接続されている。また、論理セル100A、100C
は、最上面に接続ピン954が設けられた構成となって
おり、相互に、コンタクトVIA134、第4層目配線
204、コンタクトVIA145及び第5層目配線20
5を介して接続されている。
As shown in FIG. 2, logic cells 100B, 1
In 00C, base cells 940A and 940B
Are connection cells 200A and 200B,
It is connected to the third layer wiring 203 via the contact VIA 123. Also, the logic cells 100A, 100C
Has a connection pin 954 on the uppermost surface thereof, and the contact VIA 134, the fourth layer wiring 204, the contact VIA 145, and the fifth layer wiring 20 are mutually connected.
It is connected via 5.

【0023】(実施の形態3)図4は、実施の形態3に
おけるLSIのレイアウトを示す。本実施の形態は、請
求項3に記載の発明に対応する。本実施の形態では、予
め計算した論理ブロックの消費電力に従い、電源ライン
の強化を目的として、電源セル300を挿入している。
それにより、配線層を5層まで使用し、かつ、修正可能
な配線層は上位3層のみとする構造をとることを可能と
している。
(Third Embodiment) FIG. 4 shows a layout of an LSI according to the third embodiment. The present embodiment corresponds to the invention described in claim 3. In this embodiment, the power supply cell 300 is inserted for the purpose of strengthening the power supply line according to the power consumption of the logic block calculated in advance.
As a result, it is possible to use a structure in which up to five wiring layers are used and only the upper three layers can be modified.

【0024】図5(b)に電源セル300の構造を示
す。電源セル300は、図5(a)に示すベースセル9
40内の電源ライン240における少なくとも1つのグ
リッド210に対応するコンタクトVIA112と、コ
ンタクトVIA112に接続され、かつ隣接するセルに
接続される配線パターン302とからなる。図5(c)
は、図5(a)のベースセル940と、図5(b)の電
源セル300が重なった状態を示している。なお、図5
(c)におけるB−Bは、図4に示した断面の位置を示
している。
FIG. 5B shows the structure of the power supply cell 300. The power cell 300 is the base cell 9 shown in FIG.
A contact VIA 112 corresponding to at least one grid 210 in the power supply line 240 in 40 and a wiring pattern 302 connected to the contact VIA 112 and connected to an adjacent cell. FIG. 5 (c)
5 shows a state in which the base cell 940 of FIG. 5A and the power supply cell 300 of FIG. 5B overlap each other. Note that FIG.
BB in (c) shows the position of the cross section shown in FIG.

【0025】電源セル300と同様にGNDセルを構成
することもできる。すなわち、ベースセル内のGNDに
おける少なくとも1つのグリッドに対応するコンタクト
VIAと、そのコンタクトVIAに接続されかつ隣接す
るセルに接続する配線パターンとからGNDセルを構成
すれば、上記の電源セル300と同様に用いることがで
きる。
A GND cell can be constructed similarly to the power supply cell 300. That is, if a GND cell is configured from a contact VIA corresponding to at least one grid in the GND in the base cell and a wiring pattern connected to the contact VIA and an adjacent cell, the same as the power supply cell 300 described above. Can be used for.

【0026】なお図4では、隣接するセルとの接続の方
向がY方向となっているが、X方向としても同様の機能
を得ることができる。
In FIG. 4, the direction of connection with the adjacent cells is the Y direction, but the same function can be obtained even in the X direction.

【0027】(実施の形態4)図6は、実施の形態4に
おけるLSIの製造方法を示し、製造過程における自動
レイアウトフローを示す流れ図である。本実施の形態
は、請求項6に記載の発明に対応する。本実施の形態の
製造方法は、実施の形態1のLSIに対して、実施の形
態2あるいは3に記載したコネクションセルを挿入する
際に、配線の混雑度にあわせて自動的にコネクションセ
ルを追加または削除するための方法である。
(Embodiment 4) FIG. 6 is a flow chart showing an LSI manufacturing method according to Embodiment 4 and showing an automatic layout flow in the manufacturing process. The present embodiment corresponds to the invention described in claim 6. In the manufacturing method of this embodiment, when the connection cell described in the second or third embodiment is inserted into the LSI of the first embodiment, the connection cell is automatically added according to the degree of wiring congestion. Or a method to delete.

【0028】事前に、挿入するコネクションセル数毎
に、コネクションセルを含んだ論理セルの集合体である
LIB_Kを作成しておく。各集合体LIB_Kは、K
個(Kは1〜(m−n−1)のいずれかの自然数)のコ
ネクションセルを含む。例えば、LIB_1はコネクシ
ョンセルを1個含み、LIB_2は2個含み、同様にL
IB_(m−n−1)は(m−n−1)個含む。製造過
程においては、作成された各LIB_Kを選択して用い
る。
LIB_K, which is a set of logic cells including connection cells, is created in advance for each number of connection cells to be inserted. Each aggregate LIB_K is K
The number of connection cells is K (K is a natural number of 1 to (mn-1)). For example, LIB_1 contains one connection cell, LIB_2 contains two, and similarly L
IB_ (m-n-1) includes (m-n-1). In the manufacturing process, each created LIB_K is selected and used.

【0029】まず、ネットリスト及びパラメータファイ
ルを入力する(ステップS1、S2)。次にパラメータ
ファイルの値に基づいて、配線層を決定しその配線層に
適合するLIB_Kを選択して使用LIB_Kを決定す
る(S3)。次に、論理セルを配置し(S4)、概略配
線を行う(S5)。ここで、配線混雑度の判定を行う
(S6)。配線混雑度が所定の範囲より高いかもしくは
低ければ、配線層パラメータを変更し(S7)、再度配
線層の設計と使用LIB_Kの選択を行う(S3)。論
理セル配置(S4)、及び概略配線(S5)を繰り返
し、配線混雑度が適切な程度な範囲内であると判定され
たら(S6)、詳細配線を行う(S8)。その結果に基
づき、マスクデータを出力する(S9)。
First, a netlist and a parameter file are input (steps S1 and S2). Next, the wiring layer is determined based on the value of the parameter file, and the LIB_K suitable for the wiring layer is selected to determine the used LIB_K (S3). Next, logic cells are arranged (S4), and rough wiring is performed (S5). Here, the degree of wiring congestion is determined (S6). If the wiring congestion degree is higher or lower than the predetermined range, the wiring layer parameters are changed (S7), and the wiring layer design and the used LIB_K are selected again (S3). The logic cell arrangement (S4) and the general wiring (S5) are repeated, and when it is determined that the wiring congestion degree is within an appropriate range (S6), detailed wiring is performed (S8). Based on the result, mask data is output (S9).

【0030】以上の様にして、論理セル間の配線の混雑
度(ネット/ベースセルなど)を基に、自動的にコネク
ションセルの層数を変更することで、必要な配線リソー
スを確保することができる。
As described above, the necessary wiring resources are secured by automatically changing the number of layers of connection cells based on the congestion degree of wiring between logic cells (net / base cell etc.). You can

【0031】(実施の形態5)図7は、実施の形態5に
おけるLSIの製造方法により作製された、機能ブロッ
ク間の配線の構成を示す。本実施の形態は、請求項7に
記載の発明に対応する。本実施の形態におけるゲートア
レイ方式LSIの論理ブロック403の接続ピン951
および952は、第3目配線より上に位置している。し
かし、5層配線で構成された既存の機能ブロック401
や、2層配線で構成された既存の機能ブロック402の
接続ピンは、必ずしも論理ブロック403の接続ピン9
51、952と同じ層に形成されているとは限らない。
ゲートアレイ方式LSIを設計する際は、論理ブロック
403が最後に設計されるため、論理ブロック403の
影響で、機能ブロック401と機能ブロック402もし
くは論理ブロック403の接続が変更される場合があ
る。そのため、論理ブロック403に合わせた配線層の
指定、すなわち本実施の形態では、上位3層におけるブ
ロック間配線が行われる様にすることによって、そのよ
うな場合に対応できるようにする。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 shows a structure of wiring between functional blocks manufactured by the method of manufacturing an LSI according to the fifth embodiment. The present embodiment corresponds to the invention described in claim 7. Connection pins 951 of the logic block 403 of the gate array type LSI according to the present embodiment
And 952 are located above the third wiring. However, the existing functional block 401 composed of five layers of wiring
Alternatively, the connection pin of the existing functional block 402 configured by two-layer wiring is not necessarily the connection pin 9 of the logic block 403.
It is not always formed in the same layer as 51 and 952.
When designing a gate array type LSI, since the logic block 403 is designed last, the connection between the functional block 401 and the functional block 402 or the logical block 403 may be changed due to the influence of the logical block 403. Therefore, such a case can be dealt with by designating the wiring layer according to the logic block 403, that is, in the present embodiment, the inter-block wiring in the upper three layers is performed.

【0032】上記配線方法の具体例について、機能ブロ
ック401及び機能ブロック402が第1配線層で構成
され、接続ピン957と接続ピン958が接続される場
合を例として説明する。
A specific example of the above wiring method will be described by taking as an example the case where the functional block 401 and the functional block 402 are formed of the first wiring layer, and the connection pins 957 and 958 are connected.

【0033】まず図8に示すように、シリコン基盤40
4上に形成された機能ブロック401、402の周囲
に、下位2層の配線禁止領域502を設定する。従っ
て、ブロック間配線領域405における配線は、配線禁
止領域502と配線がクロスする箇所では、必ず3層以
上の配線層が使用される。すなわち図7に示すように、
第1層目配線201、コンタクトVIA112、第2層
目配線202、コンタクトVIA123、及び第3層目
配線203により配線される。なお、図8の501は層
乗り換え領域を示す。
First, as shown in FIG. 8, a silicon substrate 40
A wiring prohibited area 502 of the lower two layers is set around the functional blocks 401 and 402 formed on the fourth layer. Therefore, as for the wiring in the inter-block wiring area 405, three or more wiring layers are always used where the wiring crosses the wiring prohibition area 502. That is, as shown in FIG.
Wiring is performed by the first layer wiring 201, the contact VIA 112, the second layer wiring 202, the contact VIA 123, and the third layer wiring 203. In addition, 501 of FIG. 8 shows a layer transfer area.

【0034】同様に、機能ブロック402の接続ピン9
53と論理ブロック403の接続ピン952の接続、及
び機能ブロック401の接続ピン956と論理ブロック
403の接続ピン951の接続も、3層以上の配線層を
用いて行われている。
Similarly, the connection pin 9 of the function block 402 is
53 and the connection pin 952 of the logic block 403, and the connection pin 956 of the functional block 401 and the connection pin 951 of the logic block 403 are also connected using three or more wiring layers.

【0035】上記のような製造方法を用いることで、m
層の配線層を含む場合に、n層(n<m)以上の配線層
を少なくとも1ヶ所使用する構成とすることができ、上
位n層以上の配線層でのブロック間配線の修正が可能と
なる。
By using the manufacturing method as described above, m
When including at least one wiring layer, it is possible to use at least one wiring layer of n layers (n <m) or more, and it is possible to correct inter-block wiring in upper n or more wiring layers. Become.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、従来であればすべての
配線層を用いて構成していた論理セルの接続を、上位n
層配線の変更で実現できる。その結果、多層配線で構成
されるLSIに論理変更や配線変更が生じた場合でも、
少ないマスクの修正で済むため、開発期間の短縮と開発
費用の削減を実現できる。
As described above, according to the present invention, the connection of logic cells, which is conventionally formed by using all the wiring layers, can be connected to the upper n layers.
This can be achieved by changing the layer wiring. As a result, even if a logic change or wiring change occurs in an LSI configured with multilayer wiring,
Since only a few masks need to be modified, the development period and development cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施の形態1におけるゲートアレイセルのレ
イアウトを示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a layout of a gate array cell according to a first embodiment.

【図2】 実施の形態2におけるゲートアレイセルのレ
イアウトを示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a layout of a gate array cell according to the second embodiment.

【図3】 図2のゲートアレイセルにおけるコネクショ
ンセルの構成を示し、(a)はベースセルの平面図、
(b)はコネクションセルの平面図、(c)は、(a)
と(b)を重ねた状態を示す平面図
FIG. 3 shows a configuration of a connection cell in the gate array cell of FIG. 2, (a) is a plan view of a base cell,
(B) is a plan view of the connection cell, (c) is (a)
And FIG.

【図4】 実施の形態3におけるゲートアレイセルのレ
イアウトを示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a layout of a gate array cell according to a third embodiment.

【図5】 図2のゲートアレイセルにおける電源セルの
構成を示し、(a)はベースセルの平面図、(b)は電
源セルの平面図、(c)は(a)と(b)を重ねた状態
を示す平面図
5 shows a configuration of a power supply cell in the gate array cell of FIG. 2, (a) is a plan view of a base cell, (b) is a plan view of a power supply cell, (c) is (a) and (b). Plan view showing the stacked state

【図6】 実施の形態4におけるLSIの製造方法を示
す流れ図
FIG. 6 is a flowchart showing an LSI manufacturing method according to the fourth embodiment.

【図7】 実施の形態5におけるLSIの製造方法によ
り作製された機能ブロック間の配線の構成を示す断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of wiring between functional blocks manufactured by a method of manufacturing an LSI according to a fifth embodiment.

【図8】 図7の機能ブロック間の配線の構成を示す平
面図
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of wiring between the functional blocks of FIG.

【図9】 従来例のゲートアレイセルのレイアウトを示
す断面図
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a layout of a conventional gate array cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100A、100B、100C、900A、900B
論理セル 101、112、123、134、145、220 コ
ンタクトVIA 201 第1層目配線 202 第2層目配線 203 第3層目配線 204 第4層目配線 205、205a、205b 第5層目配線 200、200A、200B コネクションセル 240 電源ライン 250 グランドライン 230 コンタクトVIA直上の配線パターン 210 グリッド 300 電源セル 302 電源セル配線パターン 400、401、402 機能ブロック 403 論理ブロック 404 シリコン基盤 405 ブロック間配線領域 501 ピン乗り換え領域 502 下位2層の配線禁止領域 940A、940B ベースセル 951〜958 接続ピン 980 トランジスタ領域 990 ゲート
100A, 100B, 100C, 900A, 900B
Logic cells 101, 112, 123, 134, 145, 220 Contact VIA 201 First layer wiring 202 Second layer wiring 203 Third layer wiring 204 Fourth layer wiring 205, 205a, 205b Fifth layer wiring 200 , 200A, 200B Connection cell 240 Power supply line 250 Ground line 230 Wiring pattern 210 directly above contact VIA Grid 300 Power supply cell 302 Power supply cell Wiring pattern 400, 401, 402 Functional block 403 Logic block 404 Silicon substrate 405 Inter-block wiring area 501 Pin transfer Region 502 Lower two wiring prohibition regions 940A, 940B Base cells 951 to 958 Connection pin 980 Transistor region 990 Gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/092 H01L 27/04 D 27/118 (56)参考文献 特開 平9−62725(JP,A) 特開 平5−190816(JP,A) 特開 昭60−1844(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/82 H01L 21/3205 H01L 21/822 H01L 21/8238 H01L 27/04 G06F 17/50 H01L 27/092 H01L 27/118 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 27/092 H01L 27/04 D 27/118 (56) References JP-A-9-62725 (JP, A) JP-A-5 -190816 (JP, A) JP 60-1844 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/82 H01L 21/3205 H01L 21/822 H01L 21/8238 H01L 27/04 G06F 17/50 H01L 27/092 H01L 27/118

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に配列されたCMOS型ベ
ースセルと、m層(mは自然数)の配線層とを備え、前
記ベースセルと前記配線層により複数のゲートアレイ方
式の論理セルを構成した半導体集積回路装置において、
前記論理セル内の配線および前記論理セル間の配線を、
上位n層(nは自然数)の配線層(n<m)を用い、下
位(m−n)層を用いずに構成しており、 前記論理セルにおける下位(m−n)層の配線層が、第
1のコンタクトVIAと前記第1のコンタクトVIAに
接続された第1の配線パターンとからなる ことを特徴と
する半導体集積回路装置。
1. A CMOS-type base cell arranged on a semiconductor substrate and an m-layer (m is a natural number) wiring layer, wherein the base cell and the wiring layer form a plurality of gate-array logic cells. In the semiconductor integrated circuit device,
Wiring in the logic cell and wiring between the logic cells,
Using the upper n layers (n is a natural number) of the wiring layers (n <m ) ,
(M-n) layers are not used, and the lower (m-n) wiring layer in the logic cell is
The first contact VIA and the first contact VIA
A semiconductor integrated circuit device comprising: a connected first wiring pattern .
【請求項2】 半導体基板上に配列されたCMOS型ベ
ースセルと、m層(mは自然数)の配線層とを備え、前
記ベースセルと前記配線層により複数のゲートアレイ方
式の論理セルを構成した半導体集積回路装置において、
前記論理セル内の配線および前記論理セル間の配線を、
上位n層(nは自然数)の配線層(n<m)を用い、下
位(m−n)層を用いずに構成しており、 前記論理セルにおける下位(m−n)層の配線層が、
記ベースセルのゲート、ソース、ドレイン、基板電位を
含む全ての接続点を上位層に接続させるための第2の
ンタクトVIAと前記第2のコンタクトVIAに接続さ
れた直上の第2の配線パターンとからなるコネクション
セルのみからなることを特徴とする半導体集積回路装
置。
2. A CMOS type substrate arranged on a semiconductor substrate.
Source cell and m wiring layers (m is a natural number),
Multiple gate arrays using the base cell and the wiring layer
In a semiconductor integrated circuit device having a logical cell of the formula,
Wiring in the logic cell and wiring between the logic cells,
Using the upper n layers (n is a natural number) of the wiring layers (n <m),
(M-n) layers are not used, the wiring layer of the lower (m-n) layer in the logic cell provides the gate, source, drain, and substrate potential of the base cell.
The second co <br/> Ntakuto VIA and consist solely connection cell and a second wiring pattern immediately above that is connected to the second contact VIA for connecting all connection points to the upper layer comprising the semiconductor integrated circuit device according to claim.
【請求項3】 電源セルは、半導体基板上に配列された
CMOS型ベースセルと、m層の配線層とを備え、 前記ベースセル内の電源の少なくとも1つのグリッドに
対応する第3のコンタクトVIAと、 前記第3のコンタクトVIAに接続された第3の配線パ
ターンを下位(m−n)層の配線層に有するものであっ
て、 前記電源セルは、互いに隣接した前記電源セル同士の前
記第3の配線パターンが接続されており、前記論理セル
と隣接して配置されているものである ことを特徴とする
請求項1または請求項2記載の半導体集積回路装置。
3. The power supply cells are arranged on a semiconductor substrate.
A third contact VIA corresponding to at least one grid of a power supply in the base cell , which includes a CMOS type base cell and m wiring layers, and a third wiring connected to the third contact VIA. Pa
It has turns in the lower (mn) wiring layer.
The power supply cells are located in front of the power supply cells that are adjacent to each other.
The third wiring pattern is connected to the logic cell.
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2 , wherein the semiconductor integrated circuit device is arranged adjacent to the semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 GNDセルは、半導体基板上に配列され
たCMOS型ベースセルと、m層の配線層とを備え、 前記ベースセル内のGNDの少なくとも1つのグリッド
に対応する第4のコンタクトVIAと、 前記第4のコンタクトVIAに接続された第4の配線パ
ターンを下位(m−n)層の配線層に有するものであっ
て、 前記GNDセルは、互いに隣接したGNDセル同士の前
記第4の配線パターンが接続されており、前記論理セル
と隣接して配置されているものである ことを特徴とする
請求項1または請求項2記載の半導体集積回路装置。
4. The GND cell is arranged on a semiconductor substrate.
And a fourth contact VIA corresponding to at least one grid of GND in the base cell, and a fourth base connected to the fourth contact VIA . Wiring pattern
It has turns in the lower (mn) wiring layer.
The GND cells are located in front of the GND cells adjacent to each other.
The fourth wiring pattern is connected to the logic cell.
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2 , wherein the semiconductor integrated circuit device is arranged adjacent to the semiconductor integrated circuit device.
【請求項5】 請求項記載の半導体集積回路装置を製
造する方法であって、ネットリスト及びパラメータファイルを入力する第1の
工程と、 前記第1の工程で入力されたパラメータファイルのうち
の配線層パラメータに基づいて配線層を決定し、前記決
定された配線層に適合する、K個( K は自然数)の前記
コネクションセルを含むLIB_Kを選択する第2の工
程と、 前記第2の工程で選択された前記LIB_Kを用いて前
記論理セルを配置する第3の工程と、 前記第3の工程で配置した前記論理セルの概略配線を行
う第4の工程と、 前記第4の工程における概略配線後の配線混雑度を求め
る第5の工程とを有し、 前記第5の工程で得られた配線混雑度が所定の範囲に入
っていない場合は前記配線層パラメータを変更して前記
第2の工程から前記第5の工程までを繰返し、前記配線
混雑度が所定の範囲内に入っている場合には、詳細配線
を行いマスクデータを出力することを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
5. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2 , wherein the first method comprises inputting a netlist and a parameter file.
Of the process and the parameter file input in the first process
Determine the wiring layer based on the wiring layer parameters of
K number ( K is a natural number) of the above , which conforms to the specified wiring layer
Second step to select LIB_K including connection cell
And using the LIB_K selected in the second step,
Row and the third step, the global routing of the logic cells arranged in the third step of disposing the serial logic cells
The fourth step and the wiring congestion degree after the rough wiring in the fourth step are obtained.
And the fifth step, and the wiring congestion degree obtained in the fifth step falls within a predetermined range.
If not, change the wiring layer parameters and change
Repeating the second step to the fifth step, the wiring
If the congestion level is within the specified range, detailed wiring
Which performs masking and outputs mask data
Manufacturing method of integrated circuit device.
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