JP5177951B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

Description

この発明は、半導体集積回路に関するものであり、例えばシステムＬＳＩなどの電源消費が大きい半導体集積回路に用いられる電源供給方式に関するものである。

近年、システムＬＳＩなどの半導体集積回路においては、トランジスタの高集積化が進み、多層にわたって形成された電源配線の抵抗による電圧降下が無視できなくなっている。このような半導体集積回路では、電源ピンに接続された上層の電源配線から、下層に形成された所定の電気的な機能を実現する機能セル（例えば、論理積ゲート、論理和ゲートなど）の電源配線（以下、セル電源配線と記す）へ電源を供給している。ここで、電源供給方式には、多層かつ格子状に電源配線を形成し、電源を供給する格子状電源電圧構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

このように上層電源配線からセル電源配線まで、複数の格子状電源配線を経由して電源を供給する方式では、上層においては太い幅の電源配線を使用できるが、下層に行くほど細い幅の電源配線しか使用できないため、電源配線による電圧降下が大きくなるという問題がある。また、これを防ぐには、下層に形成する電源配線間の間隔を狭めて電源配線を増やさなければならない。しかし、下層では電源配線と通常配線とが同じ配線層を使用するため、電源配線間の間隔を狭めて電源配線を増やした場合、通常配線に使用できる領域が減少するという問題がある。
特開２０００−１１０１１号公報

この発明は、上層の電源配線から下層の電源配線への電源供給において、電源の電圧降下を低減でき、さらに下層における通常配線を形成するための領域の減少を抑制できる半導体集積回路を提供することを目的とする。

一実施態様の半導体集積回路は、半導体基板上に形成された、所定の電気的な機能を実現するための機能セルと、前記半導体基板上の第１の方向に延伸し、前記機能セルに電源を供給する第１、第２のセル電源配線と、前記第１、第２のセル電源配線上に形成され、前記電源が供給される第１、第２の中間層電源配線と、前記第１、第２の中間層電源配線上に形成され、前記第１の方向と直交する第２の方向に延伸し、外部から前記電源が供給される第１の上層電源配線と、前記第１のセル電源配線と前記第１の上層電源配線との間に前記第１の中間層電源配線を介して形成された第１のコンタクト材と、前記第２のセル電源配線と前記第１の上層電源配線との間に前記第２の中間層電源配線を介して形成され、前記第１の上層電源配線の幅内において、前記第１の方向で前記第１のコンタクト材を通る直線上、及び前記第２の方向で前記第１のコンタクト材を通る直線上からずれるように配置された第２のコンタクト材とを具備し、前記第１、第２のセル電源配線の幅は、前記第１の上層電源配線の幅よりも狭いことを特徴とする。

この発明によれば、上層の電源配線から下層の電源配線への電源供給において、電源の電圧降下を低減でき、さらに下層における通常配線を形成するための領域の減少を抑制できる半導体集積回路を提供することが可能である。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。

［第１実施形態］
まず、この発明の第１実施形態の半導体集積回路について説明する。

図１は、第１実施形態の半導体集積回路の構成を示すレイアウト図である。

半導体基板の最上層には電源配線（以下、上層電源配線と記す）Ｍ６が形成され、この上層電源配線Ｍ６の下方の中間層には電源配線（以下、中間層電源配線と記す）Ｍ５、Ｍ４、Ｍ３が順に形成されている。さらに、中間層電源配線Ｍ３の下方の機能セルが形成されるセル層には、機能セルへ電源を供給するセル電源配線Ｍ２が形成されている。機能セルは、所定の電気的な機能を実現する回路である。上層電源配線Ｍ６は外部電源ピンに接続されており、上層電源配線Ｍ６には外部より電源が入力されている。中間層電源配線Ｍ５、Ｍ４、Ｍ３、及びセル電源配線Ｍ２には、上層電源配線Ｍ６から柱状のコンタクト材を介して電源が供給される。

上層電源配線Ｍ６は、基準電圧（例えば、接地電圧）Ｖssが供給される基準電圧配線Ｍ６Ｓと、電源電圧ＶDDが供給される電源電圧配線Ｍ６Ｄとを有する。基準電圧配線Ｍ６Ｓと電源電圧配線Ｍ６Ｄは、縦方向（第２の方向）に直線状にそれぞれ延伸しており、間隔を開けて交互に平行に配列されている。

セル電源配線Ｍ２は、基準電圧Ｖssが供給される基準電圧配線Ｍ２Ｓと、電源電圧ＶDDが供給される電源電圧配線Ｍ２Ｄとを有する。基準電圧配線Ｍ２Ｓと電源電圧配線Ｍ２Ｄは、縦方向と直交する横方向（第１の方向）に直線状にそれぞれ延伸しており、間隔を開けて交互に平行に配列されている。

また、基準電圧配線Ｍ６Ｓと基準電圧配線Ｍ２Ｓとの間には、これらを電気的に接続する柱状のコンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲが形成されている。これらコンタクト材は、図１に示すように、基準電圧配線Ｍ６Ｓの配線幅内で左、中央、右へとずれて配置されている。詳述すると、第１、第２、第３の基準電圧配線Ｍ２Ｓが電源電圧配線Ｍ２Ｄを間に挟んで配列されている。そして、第１の基準電圧配線Ｍ２Ｓと基準電圧配線Ｍ６Ｓとを接続するコンタクト材ＣＳＬが基準電圧配線Ｍ６Ｓの配線幅の一方の端部側に配置される。さらに、第２の基準電圧配線Ｍ２Ｓと基準電圧配線Ｍ６Ｓとを接続するコンタクト材ＣＳＣが基準電圧配線Ｍ６Ｓの配線幅の中央部に配置され、第３の基準電圧配線Ｍ２Ｓと基準電圧配線Ｍ６Ｓとを接続するコンタクト材ＣＳＲが配線幅の他方の端部側に配置されている。

また、電源電圧配線Ｍ６Ｄと電源電圧配線Ｍ２Ｄとの間には、これらを電気的に接続する柱状のコンタクト材ＣＤＬ、ＣＤＣ、ＣＤＲが形成されている。これらコンタクト材は、図１に示すように、電源電圧配線Ｍ６Ｄの配線幅内で左、中央、右へとずれて配置されている。詳述すると、第１、第２、第３の電源電圧配線Ｍ２Ｄが基準電圧配線Ｍ２Ｓを間に挟んで配列されている。そして、第１の電源電圧配線Ｍ２Ｄと電源電圧配線Ｍ６Ｄとを接続するコンタクト材ＣＤＬが電源電圧配線Ｍ６Ｄの配線幅の一方の端部側に配置される。さらに、第２の電源電圧配線Ｍ２Ｄと電源電圧配線Ｍ６Ｄとを接続するコンタクト材ＣＤＣが電源電圧配線Ｍ６Ｄの配線幅の中央部に配置され、第３の電源電圧配線Ｍ２Ｄと電源電圧配線Ｍ６Ｄとを接続するコンタクト材ＣＤＲが配線幅の他方の端部側に配置されている。

コンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲは、以下のような所定のルールにて配置されている。図１に示すように、縦方向及び横方向において、間隔６の間に３つのコンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲが配置される。コンタクト材ＣＳＬとコンタクト材ＣＳＣとの間隔は２であり、コンタクト材ＣＳＣとコンタクト材ＣＳＲとの間隔は２である。このような間隔でコンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲを配置することにより、縦方向及横方向に形成される通常配線を効率良く配置することができる。コンタクト材ＣＤＬ、ＣＤＣ、ＣＤＲについても、同様に前記ルールにて配置されている。

この第１実施形態では、このようにコンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲ、またはＣＤＬ、ＣＤＣ、ＣＤＲを、縦方向に一直線上に配置せず、ずらして配置することにより、機能セルが形成されるセル層などの下層における通常配線の形成領域を損ねることなく、下層配線に電源供給を効率良く行うことができる。例えば、コンタクト材を縦方向に一直線上に並べた場合、コンタクト材が壁状になり、通常配線を通すための領域が大きく制限される。この第１実施形態では、このような制限を減少させることができる。

なお、上層電源配線Ｍ６とセル電源配線Ｍ２とが完全に重なっている領域では、前述したように、柱状のコンタクト材をずらして配置すればよい。しかし、領域によっては、上層電源配線Ｍ６とセル電源配線Ｍ２とが完全には重ならない領域がある。このような領域では、上層電源配線Ｍ６とセル電源配線Ｍ２とが重なっている領域に、コンタクト材を配置することにより、セル電源配線Ｍ２に十分な電源を供給できる。例えば、右端部分では、領域Ａ、Ｂにて示すように、柱状のコンタクト材の形成位置が中央部分と異なっている。これは、上層電源配線Ｍ６とセル電源配線Ｍ２とが完全に重なっている領域と同じように、コンタクト材をずらして形成すると、セル電源配線Ｍ２からコンタクト材がはみ出してしまうからである。このような場合は、上層電源配線Ｍ６とセル電源配線Ｍ２とが重なっている領域に、コンタクト材を配置する。

図２は、図１におけるコンタクト材部分を拡大したレイアウト図である。図３は、コンタクト材部分の構造を示す斜視図である。

図２及び図３に示すように、セル電源配線Ｍ２の配線幅にちょうど収まるように、セル電源配線Ｍ２上にコンタクト材Ｖ３を形成する。このコンタクト材Ｖ３上に、セル電源配線Ｍ２と同じ配線幅の中間層電源配線Ｍ３を形成し、さらに、中間層電源配線Ｍ３上にコンタクト材Ｖ４、中間層電源配線Ｍ４、及びコンタクト材Ｖ５を順に形成することにより、柱状のコンタクト材が構成される。コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５の各々は、絶縁層を間に挟んだ４つの柱状のコンタクトプラグからなっている。コンタクト材Ｖ５上には中間層電源配線Ｍ５が形成され、この中間層電源配線Ｍ５上にはコンタクト材Ｖ６が形成される。さらに、コンタクト材Ｖ６上には、上層電源配線Ｍ６が形成されている。中間層電源配線Ｍ５から上層電源配線Ｍ６へ接続するコンタクト材Ｖ６に関しては、中間層電源配線Ｍ５より下層とデザインルールが異なるため、コンタクトプラグの個数が変更され、２つのコンタクトプラグからなっている。

また、コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６の周囲には図示しない層間絶縁膜がそれぞれ配置されており、コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６は、層間絶縁膜に埋め込まれるように形成されている。

第１実施形態では、上層電源配線と下層のセル電源配線との間に、これらを電気的に接続するコンタクト材が形成されており、上層電源配線からセル電源配線まで、電源電圧が供給されている。これにより、上層電源配線とセル電源配線との間に存在する、細い配線からなる中間層電源配線を電源が通らなくてすむため、電源の電圧降下を低減することができる。また、柱状のコンタクト材を一直線上に配置せず少しずつずらして配置することにより、コンタクト材が通常配線の形成にあたり妨げになるのを低減できる。

さらに、コンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲ、及びＣＤＬ、ＣＤＣ、ＣＤＲは、それぞれ４つの柱状のコンタクトプラグから構成されている。このように、４つの柱状のコンタクトプラグで構成することにより、例えば、１つのコンタクトプラグが断線した場合でも、他のコンタクトプラグにより電気的に接続することができる。この結果、コンタクト材ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲ、及びＣＤＬ、ＣＤＣ、ＣＤＲの信頼性を高めることができる。

［第２実施形態］
次に、この発明の第２実施形態の半導体集積回路について説明する。前記第１実施形態における構成と同様の部分には同じ符号を付す。

図４は、第２実施形態の半導体集積回路の構成を示すレイアウト図である。

この第２実施形態は、セル電源配線Ｍ２まで効率よい電源供給を行うために、上層の電源配線に補強を加えた構成を有している。

半導体基板の最上層には、上層電源配線Ｍ７が形成され、この上層電源配線Ｍ７の下方には上層電源配線ＭＭ６が形成されている。上層電源配線ＭＭ６の下方の中間層には、中間層電源配線Ｍ５、Ｍ４、Ｍ３が順に形成されている。さらに、中間層電源配線Ｍ３の下方の機能セルが形成されるセル層には、機能セルへ電源を供給するセル電源配線Ｍ２が形成されている。上層電源配線Ｍ７、ＭＭ６は外部電源ピンに接続されており、上層電源配線Ｍ７、ＭＭ６には外部より電源が入力されている。上層電源配線Ｍ７とＭＭ６との間は、コンタクト材を介して電気的に接続されている。中間層電源配線Ｍ５、Ｍ４、Ｍ３、及びセル電源配線Ｍ２には、上層電源配線Ｍ７、ＭＭ６から柱状のコンタクト材を介して電源が供給される。

上層電源配線Ｍ７は、基準電圧Ｖssが供給される基準電圧配線Ｍ７Ｓと、電源電圧ＶDDが供給される電源電圧配線Ｍ７Ｄとを有する。基準電圧配線Ｍ７Ｓと電源電圧配線Ｍ７Ｄは、縦方向に直線状にそれぞれ延伸しており、間隔を開けて交互に平行に配列されている。上層電源配線ＭＭ６は、基準電圧Ｖssが供給される基準電圧配線ＭＭ６Ｓと、電源電圧ＶDDが供給される電源電圧配線ＭＭ６Ｄとを有する。基準電圧配線ＭＭ６Ｓと電源電圧配線ＭＭ６Ｄは、縦方向と直交する横方向に直線状にそれぞれ延伸しており、間隔を開けて交互に平行に配列されている。さらに、セル電源配線Ｍ２は、基準電圧Ｖssが供給された基準電圧配線Ｍ２Ｓと、電源電圧ＶDDが供給された電源電圧配線Ｍ２Ｄを有する。基準電圧配線Ｍ２Ｓと電源電圧配線Ｍ２Ｄは、縦方向と直交する横方向に直線状にそれぞれ延伸しており、間隔を開けて交互に平行に配列されている。

また、基準電圧配線Ｍ７Ｓ、基準電圧配線ＭＭ６Ｓ、及び基準電圧配線Ｍ２Ｓが重なった領域には、これらを電気的に接続する補強を加えたコンタクト材ＣＰＳが形成されている。コンタクト材ＣＰＳの構造は後で詳述する。さらに、基準電圧配線Ｍ７Ｓと基準電圧配線Ｍ２Ｓとの間には、これらを電気的に接続する、補強を加えていない柱状のコンタクト材ＣＳＬ２、ＣＳＣ２、ＣＳＲ２が形成されている。これらコンタクト材は、図４に示すように、基準電圧配線Ｍ７Ｓの配線幅内で左、中央、右へとずれて配置されている。詳述すると、第１、第２、第３の基準電圧配線Ｍ２Ｓが電源電圧配線Ｍ２Ｄを間に挟んで配列されている。そして、第１の基準電圧配線Ｍ２Ｓと基準電圧配線Ｍ７Ｓとを接続するコンタクト材ＣＳＬ２が基準電圧配線Ｍ７Ｓの配線幅の一方の端部側に配置される。さらに、第２の基準電圧配線Ｍ２Ｓと基準電圧配線Ｍ７Ｓとを接続するコンタクト材ＣＳＣ２が基準電圧配線Ｍ７Ｓの配線幅の中央部に配置され、第３の基準電圧配線Ｍ２Ｓと基準電圧配線Ｍ７Ｓとを接続するコンタクト材ＣＳＲ２が配線幅の他方の端部側に配置されている。

電源電圧配線Ｍ７Ｄ、電源電圧配線ＭＭ６Ｄ、及び電源電圧配線Ｍ２Ｄが重なった領域には、これらを電気的に接続する補強したコンタクト材ＣＰＤが形成されている。コンタクト材ＣＰＤの構造は後で詳述する。さらに、電源電圧配線Ｍ７Ｄと電源電圧配線Ｍ２Ｄとの間には、これらを電気的に接続する、補強を加えていない柱状のコンタクト材ＣＤＬ２、ＣＤＣ２、ＣＤＲ２が形成されている。これらコンタクト材は、図４に示すように、電源電圧配線Ｍ７Ｄの配線幅内で左、中央、右へとずれて配置されている。詳述すると、第１、第２、第３の電源電圧配線Ｍ２Ｄが基準電圧配線Ｍ２Ｓを間に挟んで配列されている。そして、第１の電源電圧配線Ｍ２Ｄと電源電圧配線Ｍ７Ｄとを接続するコンタクト材ＣＤＬ２が電源電圧配線Ｍ７Ｄの配線幅の一方の端部側に配置される。さらに、第２の電源電圧配線Ｍ２Ｄと電源電圧配線Ｍ７Ｄとを接続するコンタクト材ＣＤＣ２が電源電圧配線Ｍ７Ｄの配線幅の中央部に配置され、第３の電源電圧配線Ｍ２Ｄと電源電圧配線Ｍ７Ｄとを接続するコンタクト材ＣＤＲ２が配線幅の他方の端部側に配置されている。

この第２実施形態では、縦方向に形成された最上層の上層電源配線Ｍ７に加えて、縦方向と直交する横方向に形成された上層電源配線ＭＭ６を外部からの電源供給用として用いることにより、電源配線Ｍ７とＭＭ６との間を補強することができるため、上層電源配線Ｍ７からセル電源配線Ｍ２まで効率よい電源供給を行うことができる。

図５は、図４におけるコンタクト材を拡大したレイアウト図である。図６は補強を加えたコンタクト材の構造を示す斜視図であり、図７は補強を加えないコンタクト材の構造を示す斜視図である。

まず、補強を加えたコンタクト材ＣＰＳ、ＣＰＤの構造は以下のようになっている。図５及び図６に示すように、セル電源配線Ｍ２の配線幅にちょうど収まるように、セル電源配線Ｍ２上にコンタクト材Ｖ３を形成する。このコンタクト材Ｖ３上に、セル電源配線Ｍ２と同じ配線幅の中間層電源配線Ｍ３を形成し、さらに、中間層電源配線Ｍ３上にコンタクト材Ｖ４、中間層電源配線Ｍ４、コンタクト材Ｖ５、中間層電源配線Ｍ５、及びコンタクト材Ｖ６を順に形成することにより、柱状のコンタクト材が構成される。コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６は、絶縁層を間に挟んだ４つの柱状のコンタクトプラグからなっている。

コンタクト材Ｖ６上には上層電源配線ＭＭ６が形成され、この上層電源配線ＭＭ６上にはコンタクト材Ｖ７が形成される。さらに、コンタクト材Ｖ７上には、上層電源配線Ｍ７が形成されている。上層電源配線ＭＭ６から上層電源配線Ｍ７へ接続するコンタクト材Ｖ７に関しては、上層電源配線ＭＭ６より下層とデザインルールが異なるため、コンタクトプラグの個数が変更され、上層電源配線ＭＭ６の延伸方向に沿って配列された複数のコンタクトプラグからなっている。

コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７の周囲には図示しない層間絶縁膜がそれぞれ配置されており、コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７は、層間絶縁膜に埋め込まれるように形成されている。

また、補強を加えていないコンタクト材ＣＳＬ２、ＣＳＣ２、ＣＳＲ２、及びＣＤＬ２、ＣＤＣ２、ＣＤＲ２の構造は以下のようになっている。図５及び図７に示すように、セル電源配線Ｍ２の配線幅にちょうど収まるように、セル電源配線Ｍ２上にコンタクト材Ｖ３を形成する。このコンタクト材Ｖ３上に、セル電源配線Ｍ２と同じ配線幅の中間層電源配線Ｍ３を形成し、さらに、中間層電源配線Ｍ３上にコンタクト材Ｖ４、中間層電源配線Ｍ４、コンタクト材Ｖ５、中間層電源配線Ｍ５、及びコンタクト材Ｖ６を順に形成することにより、柱状のコンタクト材が構成される。コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６は、絶縁層を間に挟んだ４つの柱状のコンタクトプラグからなっている。

コンタクト材Ｖ６上には上層電源配線ＭＭ６が形成され、この上層電源配線ＭＭ６上にはコンタクト材Ｖ７が形成される。さらに、コンタクト材Ｖ７上には、上層電源配線Ｍ７が形成されている。上層電源配線ＭＭ６から上層電源配線Ｍ７へ接続するコンタクト材Ｖ７に関しては、上層電源配線ＭＭ６より下層とデザインルールが異なるため、コンタクトプラグの個数が変更され、２つのコンタクトプラグからなっている。

コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７の周囲には図示しない層間絶縁膜がそれぞれ配置されており、コンタクト材Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７は、層間絶縁膜に埋め込まれるように形成されている。

第２実施形態では、上層電源配線と下層のセル電源配線との間に、これらを電気的に接続するコンタクト材が形成されており、上層電源配線からセル電源配線まで、電源電圧が供給されている。これにより、上層電源配線とセル電源配線との間に存在する、細い配線からなる中間層電源配線を電源が通らなくてすむため、電源の電圧降下を低減することができる。また、柱状のコンタクト材を一直線上に配置せず少しずつずらして配置することにより、コンタクト材が通常配線の形成にあたり妨げになるのを低減できる。

さらに、第２実施形態では、縦方向に形成された最上層の上層電源配線Ｍ７に加えて、縦方向と直交する横方向に形成された上層電源配線ＭＭ６を外部からの電源供給用として用いることにより、電源配線Ｍ７とＭＭ６との間を補強することができるため、上層電源配線Ｍ７からセル電源配線Ｍ２まで効率よい電源供給を行うことができる。また、補強を加えた上層電源配線ＭＭ６の幅を、補強を加えていない上層電源配線ＭＭ６の幅より太くしているのは、配線抵抗を低減させるためである。その他の構成及び効果は第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、この発明の第３実施形態の半導体集積回路について説明する。前記第１実施形態における構成と同様の部分には同じ符号を付す。

図８は、第３実施形態の半導体集積回路の構成を示すレイアウト図である。

この第３実施形態は、最上層の上層電源配線Ｍ６をＬ字型にレイアウトした構成を有している。上層電源配線Ｍ６を構成する基準電圧配線Ｍ６Ｓと電源電圧配線Ｍ６Ｄは、これらに接続される基準電圧配線Ｍ２Ｓあるいは電源電圧配線Ｍ２Ｄによって配線Ｍ６ＳとＭ６Ｄがショートしないように、半導体集積回路の右側半分を１段ずらしてレイアウトされている。すなわち、半導体集積回路において右側半分の電源電圧配線Ｍ６Ｄと基準電圧配線Ｍ６Ｓを、左側半分の電源電圧配線Ｍ６Ｄと基準電圧配線Ｍ６Ｓにおける横方向の配線に対して、１配線分だけ縦方向にずらしてレイアウトしている。

また、基準電圧配線Ｍ６Ｓと基準電圧配線Ｍ２Ｓとの間には、これらを電気的に接続する柱状のコンタクト材ＣＳが形成され、電源電圧配線Ｍ６Ｄと電源電圧配線Ｍ２Ｄとの間にはこれらを電気的に接続する柱状のコンタクト材ＣＤが形成されている。この場合、柱状のコンタクト材ＣＳ、ＣＤには図３に示したものと同様のものを用いている。

この第３実施形態では、半導体集積回路の右側半分に配置された基準電圧配線Ｍ６Ｓと電源電圧配線Ｍ６Ｄを１段ずらしてレイアウトすることにより、これらのショートを防止している。また、柱状のコンタクト材を所定の間隔でずらして配置することにより、通常配線が形成される領域をより多く確保することができる。

また、前述した各実施形態はそれぞれ、単独で実施できるばかりでなく、適宜組み合わせて実施することも可能である。さらに、前述した各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、各実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。

この発明の第１実施形態の半導体集積回路の構成を示すレイアウト図である。 第１実施形態の半導体集積回路におけるコンタクト材を拡大したレイアウト図である。 図２に示したコンタクト材の構造を示す斜視図である。 この発明の第２実施形態の半導体集積回路の構成を示すレイアウト図である。 第２実施形態の半導体集積回路におけるコンタクト材を拡大したレイアウト図である。 図５に示した、補強を加えたコンタクト材の構造を示す斜視図である。 図５に示した、補強を加えないコンタクト材の構造を示す斜視図である。 この発明の第３実施形態の半導体集積回路の構成を示すレイアウト図である。

符号の説明

Ｍ６…上層電源配線、Ｍ６Ｓ…基準電圧配線、Ｍ６Ｄ…電源電圧配線、Ｍ５、Ｍ４、Ｍ３…中間層電源配線、Ｍ２…セル電源配線、Ｍ２Ｓ…基準電圧配線、Ｍ２Ｄ…電源電圧配線、Ｖss…基準電圧（例えば、接地電圧）、ＶDD…電源電圧、ＣＳＬ、ＣＳＣ、ＣＳＲ、ＣＤＬ、ＣＤＣ、ＣＤＲ…コンタクト材、Ｍ７…上層電源配線、ＭＭ６…上層電源配線、Ｍ７Ｓ…基準電圧配線、Ｍ７Ｄ…電源電圧配線、ＭＭ６Ｓ…基準電圧配線、ＭＭ６Ｄ…電源電圧配線、ＣＰＳ…コンタクト材、ＣＳＬ２、ＣＳＣ２、ＣＳＲ２、ＣＤＬ２、ＣＤＣ２、ＣＤＲ２…コンタクト材、ＣＰＤ…コンタクト材。

Claims (12)

1. 半導体基板上に形成された、所定の電気的な機能を実現するための機能セルと、
   前記半導体基板上の第１の方向に延伸し、前記機能セルに電源を供給する第１、第２のセル電源配線と、
   前記第１、第２のセル電源配線上に形成され、前記電源が供給される第１、第２の中間層電源配線と、
   前記第１、第２の中間層電源配線上に形成され、前記第１の方向と直交する第２の方向に延伸し、外部から前記電源が供給される第１の上層電源配線と、
   前記第１のセル電源配線と前記第１の上層電源配線との間に前記第１の中間層電源配線を介して形成された第１のコンタクト材と、
   前記第２のセル電源配線と前記第１の上層電源配線との間に前記第２の中間層電源配線を介して形成され、前記第１の上層電源配線の幅内において、前記第１の方向で前記第１のコンタクト材を通る直線上、及び前記第２の方向で前記第１のコンタクト材を通る直線上からずれるように配置された第２のコンタクト材と、
   を具備し、
   前記第１、第２のセル電源配線の幅は、前記第１の上層電源配線の幅よりも狭いことを特徴とする半導体集積回路。
2. 前記第１、第２の中間層電源配線と前記第１の上層電源配線との間に形成され、前記第１の方向に延伸し、外部及び前記第１の上層電源配線から前記電源が供給される第２の上層電源配線をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
3. 前記第１、第２のセル電源配線と前記第１、第２の中間層電源配線との間、及び前記第１、第２の中間層電源配線と前記第１の上層電源配線との間には層間絶縁膜がそれぞれ形成され、
   前記第１、第２のコンタクト材は前記層間絶縁膜内に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
4. 前記第１、第２のコンタクト材は、絶縁層にて分離された複数のコンタクトプラグから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路。
5. 前記第１、第２のコンタクト材は、前記第１、第２の中間層電源配線と前記第１の上層電源配線とをそれぞれ接続する複数の上層コンタクトプラグと、前記前記第１、第２の中間層電源配線と前記第１、第２のセル電源配線とをそれぞれ接続する複数の下層コンタクトプラグとを含み、
   前記上層コンタクトプラグの個数と前記下層コンタクトプラグの個数とが互いに異なることを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路。
6. 前記上層コンタクトプラグの個数は、前記下層コンタクトプラグの個数よりも少ないことを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路。
7. 前記第１、第２のコンタクト材は、それぞれ４つの柱状のコンタクトプラグから構成されることを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路。
8. 前記半導体基板上の第１の方向に延伸し、前記第１、第２のセル電源配線の間に配置され、前記機能セルに電源を供給する第３のセル電源配線と、
   前記第３のセル電源配線上に形成され、前記電源が供給される第３の中間層電源配線と、
   前記第３のセル電源配線と前記第１の上層電源配線との間に前記第３の中間層電源配線を介して形成され、前記第１の上層電源配線の幅内において、前記第１の方向で前記第１のコンタクト材を通る直線上、及び前記第２の方向で前記第１のコンタクト材を通る直線上からずれるように配置された第３のコンタクト材と、
   をさらに具備し
   前記第３のコンタクト材は、前記第１、第２の方向において前記第１のコンタクト材と前記第２のコンタクト材との中間に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
9. 前記半導体基板上の第１の方向に延伸し、前記第１、第２のセル電源配線の間に配置され、前記機能セルに電源を供給する第３のセル電源配線と、
   前記第１、第２、第３のセル電源配線上に形成され、前記第２の方向に延伸し、外部から前記電源が供給され、前記第１の上層電源配線と同じ層に、前記第１の上層電源配線と隣接するように配置された第２の上層電源配線と、
   前記第３のセル電源配線と前記第２の上層電源配線との間に形成され、前記第２の上層電源配線の幅内において、前記第１の方向で前記第１、第２のコンタクト材を通るそれぞれの直線上からずれるように配置された第３のコンタクト材と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
10. 前記半導体基板上の第１の方向に延伸し、前記第１、第２のセル電源配線の間に配置され、前記機能セルに電源を供給する第３のセル電源配線と、
    前記第３のセル電源配線と前記第１の上層電源配線との間に前記第２の上層電源配線を介して形成され、前記第１の上層電源配線の幅内において、前記第１の方向で前記第１、第２のコンタクト材を通るそれぞれの直線上からずれるように配置された第３のコンタクト材とをさらに具備し、
    前記第３のコンタクト材は、前記第１、第２の方向において前記第１のコンタクト材と前記第２のコンタクト材との中間に位置することを特徴とする請求項２に記載の半導体集積回路。
11. 前記第３のコンタクト材は、前記第２の上層電源配線と前記第１の上層電源配線とを接続する複数の上層コンタクトプラグと、前記第２の上層電源配線と前記第３のセル電源配線とを接続する複数の下層コンタクトプラグとを含み、
    前記上層コンタクトプラグの個数と前記下層コンタクトプラグの個数とが互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載の半導体集積回路。
12. 前記上層コンタクトプラグの個数は、前記下層コンタクトプラグの個数よりも多いことを特徴とする請求項１１に記載の半導体集積回路。

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