JPH0513576A - 半導体集積回路の配線処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体集積回路の配線処理において、配置した
論理機能セル上と論理機能セル間とで配線格子の間隔を
変えて配線することにより、集積度の向上および面積の
縮小をはかる。 【構成】半導体基盤上に配置した論理機能セル１〜６間
の配線処理において、論理機能セル上に設定する配線格
子１７の間隔を、論理機能セル間の配線格子１６の間隔
と変えて設定する。論理機能セル上の配線格子１７は、
論理機能セル内の設計パターンを考慮して、その領域で
最大の配線格子数がとれるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の配線処
理方法に関し、特に論理機能セルを配置して配線される
スタンダードセル方式の半導体集積回路の配線処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体基板上に配置された論理
機能セル間を配線する場合、配線に必要な領域に配線格
子を設定して、その配線格子上に配線パターンが形成さ
れる。通常、この配線格子の間隔は、隣り合う配線格子
上に配線パターン及び上下の配線層間を接続するスルー
ホールなどが配置されたときに設計規則が守られるよう
に間隔が設定される。例えば、論理機能セル内の配線層
が２層で設計され、論理機能セル間の配線層も論理機能
セル内と同層の２層で配線する場合は、論理機能セル間
を接続する配線には論理機能セル上は殆ど利用できず、
論理機能セルに挟まれた領域で殆どの配線が行われるよ
うになる。この論理機能セルの設計に出来るだけ第１層
を使用して第２層目を使用しないようにしたとしても、
論理機能セル上の配線は第２層目の通過のみが可能とな
るだけで、配線の交差はできない。しかし、最近、半導
体集積回路の製造技術の進歩に伴って配線層の多層化が
進み、３層以上の配線層の使用が可能となってきてい
る。例えば、論理機能セル内の配線層として第１層およ
び第２層が使用され、論理機能セル間の接続を第２層お
よび第３層で配線する場合を考えてみると、第３層は論
理機能セル内で使用されていないため、論理機能セル間
の接続に論理機能セル上を使用することが可能となる。
特に、論理機能セルの設計にできるだけ第１層を使用し
て極力第２層を使用しないようにして設計すれば論理機
能セル上で第２層と第３層を使った配線を行うことが可
能となる。

【０００３】従来の半導体集積回路の配線処理方法にお
いては、このような場合、図７（ａ）に示すように論理
機能セル１〜６上の配線格子間隔も論理機能セル１〜
３，４〜６間の配線間隔も同じ格子間隔で設定してい
た。同図においては、第２層目を縦方向の配線格子１
５、第３層目を横方向の配線格子１６，１７として設定
しており、第３層目の論理機能セル上の配線格子１７と
論理機能セルの外側の配線格子１６は同じ間隔となって
いる。この配線格子１６，１７の間隔は、集積回路の面
積を最小化するために、設計規則を満足しうる最小の値
を設定するのが一般である。このようにして設定した配
線格子１５，１６，１７に基づいて配線処理を施した場
合、論理機能セル１〜３，４〜６間の配線領域は最小化
することができる。

【０００４】しかしながら、論理機能セル１〜６上で
は、配線処理で使用する層の下層に他の層が既に使用さ
れているため、製造上などの理由から配線処理で使用す
る配線パターン及びスルーホールを配置できる位置に制
約が設けられる場合が多い。例えば、論理機能セルの設
計に使用された第１層と拡散層とをつなぐコンタクトが
配置されている位置に、論理機能セル間の接続に使用す
る第２層と第３層とをつなぐスルーホールを配置する場
合、第４図（ａ）に示すようにスルーホール３３がコン
タクト３４の真上に配置されるときは許されるが、第４
図（ｂ）に示すようにスルーホール３３の中心がコンタ
クト３４の中心とずれるときには規定された以上の間隔
を設けることが必要となる場合がある。

【０００５】従って、第７図（ｂ）のように論理機能セ
ル１内のコンタクト３４がある間隔で等間隔で配置さ
れ、その間隔が配線格子１８，１９の間隔と一致しない
場合は実際には配線に利用されない配線格子が多数存在
することとなる。例えば、この第７図（ｂ）のように配
線格子１８，１９の間隔がコンタクト３４の配置間隔の
１．５倍で、コンタクト３４とスルーホールの間隔がコ
ンタクト３４の配置間隔では配置禁止であったとする
と、配線格子１８上ではスルーホールを配置することが
できるが配線格子１９上ではスルーホールを配置するこ
とはできなくなる。したがって、第２層配線から配線格
子１９上で第３層配線に接続することは不可能となり、
実質的には配線格子１９上には第３層配線は施されなく
なる。

【０００６】このように、論理機能セル上での第３層配
線の使用が減少すれば、その論理機能セル間の接続に必
要な配線は論理機能セルの外側で行われることとなる。
このような配線格子に基づいて配線処理を施した場合、
第７図（ａ）のような配線結果となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の半導
体集積回路の配線方法では、論理機能セル上も論理機能
セル間も同じ配線格子の間隔を用いて配線しているた
め、論理機能セル上においては、その論理機能セル内の
設計パターンによって、実際には配線に利用されない配
線格子が多数存在し、集積回路の面積を必要以上に増大
せしめるという問題点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
論理機能セルがあらかじめ半導体基板上に設定され、論
理機能セル上に設定する配線格子と、論理機能セルの外
側の領域に設定する配線格子とを互いに異なる間隔で設
定する半導体集積回路の配線処理方法を得る。

【０００９】すなわち、論理機能セルの外側の領域では
その領域で最も配線効率のよい配線格子を設定可能と
し、論理機能セル上では論理機能セルを設計した際の設
計パターンを考慮して、その領域で最も配線効率のよい
配線格子を別々に設定可能としている。

【００１０】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１１】第１図は本発明の一実施例により配線した
半導体集積回路の配線の配線パターン図である。本実施
例は、論理機能セル１，２，３および４，５，６をそれ
ぞれ横一列に並べてセル列７，８を構成し、さらにその
セル列を複数列配置して成るスタンダードセル方式の半
導体集積回路に対して、第２層及び第３層の配線を用い
て配線する場合に適用した例である。第２図（ａ）は本
実施例における論理機能セル間の接続要求を図式化した
接続要求図であり、端子１０に付加された英文字は同じ
文字が付加された端子同士が接続されたことを表してい
る。この接続要求に対して、配線を行う場合、まず、第
２図（ｂ）に示されるように配線格子が設定される。こ
の配線格子は、縦方向に第２層の配線格子１５を設定
し、横方向に第３層の配線格子１６，１７を設定する。
このうち、第３層の配線格子は、論理機能セルの外側の
領域１１と論理機能セル上の領域１２，１３とでは異な
った間隔ｂ，ｃで設定されている。論理機能セルの外側
の配線格子１６の間隔ｂは、第５図のように隣り合う格
子上に第３層配線パターン３２および第２層と第３層と
をつなぐスルーホール３３とが並べて配置されたとき設
計規則に違反しない最小の間隔を設定している。また、
論理機能セル上の領域１２，１３の配線格子１７の間隔
ｃは、論理機能セル内のレイアウトパターンに基づき決
定される。例えば、第３図に示されるように、論理機能
セル１内に第１層と拡散層などをつなぐコンタクト３４
が縦方向の間隔ａで等間隔に配置されている場合、この
コンタクトとスルーホールの配置関係に、第４図（ａ）
のように両者が中心を同じにして配置されるとき、また
は第４図（ｂ）のように中心同士の間隔が間隔ａ以上で
あるときのいずれかのみが許されるという制約があり、
さらに論理機能セルの外側での配線格子間隔をｂとした
ときこの間隔ａとの間にａ＜ｂ ２ａの関係がある場
合、第３図（ｂ）のように第３層配線格子１７の間隔ｃ
をコンタクト配置間隔ａの２倍で取り、コンタクト配置
位置と一致するように設定すれば、何れの第３層配線格
子上でもコンタクトの配置位置を考えずに自由に第３層
配線を配置することができる。したがって、第２図
（ａ）における接続要求に対する配線格子は第２図
（ｂ）のように論理機能セル上では間隔ｃで論理機能セ
ル間では間隔ｂで設定されることになる。この配線格子
上で接続要求のある端子間の配線を行えば、第１図のよ
うな配線結果を得ることができる。

【００１２】本実施例においては、論理機能セル間の接
続を第２層および第３層を用いて配線する場合につい
て、述べているが、本発明では、その配線層については
限定していない。すなわち、本実施例において論理機能
セル間の接続に第１層から第３層までの３層を使用する
場合は、論理機能セル外の第３層で行われている配線を
第１層と第３層とで行うことにより可能であり、その場
合も論理機能セル上での第３層の配線格子間隔を論理機
能セルの外側の第３層の配線格子間隔と変えることが可
能である。さらに４層以上の多層配線においても、同様
に、論理機能セルの配線格子間隔を変えることが可能で
ある。

【００１３】第６図は本発明の他の実施例により配線処
理する配線パターン図である。この実施例では、論理機
能セル１，２，３の中央から上側では、第１図等の一実
施例と同じく論理機能セルの外側と異なる配線格子間隔
ｃを設定しており、中央から下側では論理機能セルの外
側と同じ配線格子間隔ｂを設定している。すなわち、本
実施例では、論理機能セル上の配線格子間隔は、すべて
同じとは限定していない。したがって、論理機能セル内
のレイアウトパターンに合わせて、実際に配線に利用可
能な配線格子を最も多く設定可能な配線格子を設定する
ことにより最も効率的な配線パターンを形成することが
できる。本実施例においては、論理機能セル中央から上
側にのみ第２層と第３層間のスルーホールの配置に影響
するコンタクトなどが配置されており、論理機能セルの
中央から下側には配置されていないため、上側のみ異な
る配線格子間隔を設定している。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、論理機能
セル上で配線する場合に、その配線格子の間隔を論理機
能セルの外側と異なる間隔で設定することにより、実際
に配線に利用可能な配線格子数を増加させることができ
したがって、集積回路の面積を縮小することが可能とな
る。

【００１５】例えば、第１図の実施例と第７図の従来の
場合とで比較してみると、論理機能セル内にコンタクト
が間隔ａでｎ個配置され、論理機能セルの外側での配線
格子間隔ｂがその間隔ａの１．５倍、すなわちｂ＝１．
５ａの関係が両者の間にあったとした場合、従来設定し
ていた論理機能セル上の配線格子は論理機能セルの外側
での配線間隔ｂと同じ値であるので、配線格子数として
は２（ｎ−１）／３＋１本の配線格子が設定できるが、
そのうち１／２の配線格子はコンタクトとスルーホール
の設計規則から使用されない状態となり、実際に使用で
きる配線格子数は最大で（ｎ−１）／３＋１本となる。
これに対して、本発明による配線格子ではコンタクト配
置間隔の２倍で設定できるので（ｎ−１）／２＋１本の
配線格子が設定でき、そのすべてが配線に利用されるこ
とになる。このことから、本発明は論理機能セルの大き
さが大きければ大きいほど効果的となり、例えば、ｎ＝
２０とすると本発明では一つの論理機能セル列上で１０
本の配線格子がとれるのに対して、従来の場合は７本の
配線格子となり、３本多くの配線格子を設定することが
できる。その論理機能セル列が１００列で構成された集
積回路の場合、３００本の配線格子を増やすことが可能
となる。したがって、その集積回路では３００格子分の
面積を縮小することができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による配線例を示す配線パタ
ーン図

【図２】（ａ）は本発明の一実施例による配線接続要求
図、（ｂ）は第１図の配線パターン図の配線格子を示す
図

【図３】（ａ）は本発明の一実施例による論理機能セル
内のコンタクト配置図、（ｂ）は同論理機能セル上での
配線格子図

【図４】コンタクトとスルーホールの配置関係を模式的
に示した平面図で、（ａ）はこれらが重なったもの、
（ｂ）はこれらが位置的にズレたもの

【図５】配線およびスルーホールの配置の制線を示すた
めの平面図

【図６】本発明の他の実施例による配線例を示す配線パ
ターン図

【図７】（ａ）は従来の配線例を示す配線パターン図、
（ｂ）は論理機能セル上での従来の配線格子を示す図

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６ 論理機能セル ７，８ 論理機能セル列 １０ 論理機能セル接続端子 １１ 論理機能セル外配線領域 １２，１３ 論理機能セル上配線領域 １５ 第２層配線格子 １６ 論理機能セル外第３層配線格子 １７，１８，１９ 論理機能セル上第３層配線格子 ３１ 第２層配線 ３２ 第３層配線 ３３ 第２層−第３層間スルーホール ３４ 第１層−拡散層コンタクト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体基板上に配置された論理機能セル
   同士を接続する配線処理方法において、前記論理機能セ
   ル上に設定する配線格子の間隔と、前記論理機能セルの
   外側に設定する配線格子の間隔とが異なることを特徴と
   する半導体集積回路の配線処理方法。