JPH05304211A - 半導体集積回路装置とそのレイアウト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線レアウウトの簡素化を図りつつ、高集積
化を実現した半導体集積回路装置とそのレイアウト方法
を提供する。 【構成】 位相シフト法により形成される配線と、それ
に接続されるべき配線であって位相シフト法によならい
で形成される配線と、上記２つの配線間に一方の配線か
ら他方の配線に向かって段階的に位相シフト量が変化さ
せられることによって形成される境界配線、又はそれよ
り上層の配線からなる境界配線を設けて上記両配線間を
接続させる。 【効果】 上記のような境界配線を設けることにより、
半導体集積回路装置に形成される配線を、その回路ブロ
ックの中での条件のみを考慮して部分的に形成すること
ができるので、レイアウトの簡素化と位相シフト法によ
る高密度化が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
とそのレイアウト方法に関し、特に配線パターンが位相
シフト法により形成される部分を含むものに利用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リソグラフィ技術の１つとして位相シフ
ト法を用いた解像度を向上させる技術が提案されてい
る。位相シフト法では、図６に示すように、例えばアル
ミニュウム層にシフタ付層ｂ，ｄとシフタ無層ａ，ｃと
を交互に配置し、隣接パターン間の光の干渉を抑制し
て、言い換えるならば、位相を１８０°異ならせること
より、境界部分での光強度を打ち消し合わせて零にする
ものである。このような位相シフト法に関しては、１９
９１年５月、日経マグロウヒル社『日経マイクロデバイ
ス』がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者において
は、１つの半導体集積回路装置において、配線等を高密
度に形成される部分と、配線を比較的広いスペースをも
って形成される部分とがあることに着目して、配線等を
高密度に形成する回路ブロックを位相シフト法を用いて
形成し、それらの回路ブロック間を接続する配線として
位相シフト法を使用しないで形成することを考えた。こ
のような構成とすると、同一配線を位相シフト法による
部分と位相シフト法によらない部分を用いて形成しなけ
ればないないことが生じる。このとき、図７に示すよう
に、位相シフト付層ｂと位相シフト無層ｇで１つの配線
を形成しようとすると、仕上がりの配線パターンにおて
いは、上記位相シフト付部分ｂと位相シフト無部分ｇと
の境界部分で光強度の打ち消し作用によってパターンが
形成されないから、断線が生じてしまうという問題が生
じる。それ故、位相シフト法を用いた配線レイアウトに
あっては、上記のようにシフト付部分とシフト無部分か
ら配線が構成されるものでは、上記のような断線が生じ
ないようにしつつ、隣接パターンにおいて位相シフトを
行うようにするため手作業に頼らざるを得ない。

【０００４】この発明の目的は、配線レアウウトの簡素
化を図りつつ、高集積化を実現した半導体集積回路装置
とそのレイアウト方法を提供することにある。この発明
の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細
書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、位相シフト法により形成さ
れる配線と、それに接続されるべき配線であって位相シ
フト法によならいで形成される配線と、上記２つの配線
間に一方の配線から他方の配線に向かって段階的に位相
シフト量が変化させられることによって形成される境界
配線、又はそれより上層の配線からなる境界配線を設け
て上記両配線間を接続させる。

【０００６】

【作用】上記した手段によれば、上記のような境界配線
を設けることにより、半導体集積回路装置に形成される
配線を、その回路ブロックの中での条件のみを考慮して
部分的に形成することができるので、レイアウトの簡素
化と位相シフト法による高密度化が可能になる。

【０００７】

【実施例】図１には、この発明に係る半導体集積回路装
置の一実施例の観念的なレイウアト図が示されている。
この実施例の半導体集積回路装置は、位相シフタ使用領
域Ａと位相シフタ不使用領域Ｂとを含む。領域Ａのｂと
ｄはシフタ付きパターンであり、ａとｃはシフタ無しパ
ターンである。特に制限されないが、パターンａとパタ
ーンｃはシフタを使用していないため、そのまま延びて
シフタ不使用領域Ｂのパターンと同じであるので領域Ｂ
のパターンと一体的に構成する。

【０００８】一方、領域Ａのパターンｂとｄはシフタが
付いているので、領域Ｂとの境界部で一旦、上層の配線
を形成するパターンｅ、ｆにスルーホールＴＨ１とＴＨ
２を介して接続した後、領域Ｂのパターンｇ、ｈに他端
でのスルーホールＴＨ３とＴＨ４を介して接続してい
る。

【０００９】図２には、この発明に係る半導体集積回路
装置の他の一実施例の観念的なレイウアト図が示されて
いる。この実施例の半導体集積回路装置は、位相シフタ
使用領域Ａと位相シフタ不使用領域Ｂとを含む。領域Ａ
のｂとｄはシフタ付きパターンであり、ａとｃはシフタ
無しパターンである。この実施例においても、パターン
ａとパターンｃはシフタを使用していないため、そのま
ま延びてシフタ不使用領域Ｂのパターンと同じであるの
で領域Ｂのパターンと一体的に構成する。

【００１０】一方、領域Ａのパターンｂとｄはシフタが
付いているので、領域Ｂとの境界領域でＡ領域側ではシ
フタの位相を６０゜減らし、領域Ｂではシフタ無の０゜
に対して位相を６０゜増やして１つの配線が領域Ｂから
領域Ａに至るまでの間に、領域Ｂ側では配線ｇとｈがシ
フタ無の０゜となり、それと隣接する配線ｊとｌが位相
を６０゜となり、領域Ａ側では配線ｉとｋが位相が１２
０゜となり、配線ｂとｄでは１８０゜にするものであ
る。

【００１１】このように段階的に位相を変化させて位相
の不連続を無くすことにより境界での断線を防止するこ
とができる。なお、このような段階的な位相シフトを実
現するために、光の位相を１８０°位相シフトされるＳ
ＶＧ膜の膜圧を基準１にすると、その膜圧を配線ｉとｋ
を形成する部分では２／３に調整し、その膜圧を配線ｊ
とｌを形成する部分では１／３に調整するものである。
上記膜圧の調整は、特に制限されないが、ＳＶＧ膜の部
分的なエッチング時間の調整に実現可能になるものであ
る。

【００１２】図３には、この発明に係る半導体集積回路
装置の一実施例の概略レイアウト図が示されている。こ
の実施例の論理集積回路装置は、特に制限されないが、
半導体基板上に形成される算術論理演算ユニット及び乗
算ユニット等からなる回路ブロックＡとＢを基本構成と
し、必要に応じて。レジスタファイル、リードオンリー
メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）、ランダムロジック部等の回路ブロックＢ〜Ｆが配
置される。これにより、論理集積回路装置は、いわゆる
ストアドプログラム方式のディジタル処理装置として機
能する。

【００１３】上記各回路ブロックＡ〜Ｆは、同図（Ａ）
に示すように、位相シフタを使用し高密度の回路パター
ンと、同図で点線で示された配線領域又は入出力回路領
域は、位相シフタ不使用領域で回路パターンを含む第１
配線が形成される。同図（Ａ）においては、第１配線は
各回路ブロックＡ〜Ｆは、他の回路ブロックとの接続を
無視して、その回路ブロック内で配線が終わるよう構成
される。配線領域は、その全てにおいて位相シフタを使
用しないで回路ブロック間を結び一部の配線、例えば配
線バスのみが形成される。同様に入出力回路もその回路
毎に配線が終わるように構成される。この第１配線は、
第１層目の配線であるという意味ではない。通常、上記
１つの回路ブロックや配線領域及び入出力回路を構成す
るために、複数層の配線から構成される。

【００１４】この構成では、多数の回路ブロックにまた
がる配線にあっても、部分的にのみ形成されるものであ
るので、位相シフタによるパターンを比較的簡単に形成
することができる。言い換えるならば、個々の回路ブロ
ックが比較的回路規模の小さな半導体集積回路装置とみ
なせるから、後述するような位相シフタを利用した自動
配線アルゴリズムに従い、比較的単純にパターンのレイ
アウトを行うことができる。

【００１５】１つの半導体集積回路装置を構成するため
に、同図（Ｂ）に示すように、上記回路ブロックＡ〜Ｄ
の入出力信号に対応した配線と、配線領域に形成されて
それに接続されるべき配線とは、図１と同様にこれらの
配線の上に形成される配線層からなる第２配線ａ１〜ｆ
２を形成して相互に接続される。

【００１６】この実施例では、回路ブロックＡと回路ブ
ロックＢとの間で信号の授受を行う配線は、回路ブロッ
クＡと回路ブロックＢとの境界に配線を形成するのでは
なく、上層の第２配線ａ２に形成される配線により、回
路ブロックＡの位相シフト付又は位相シフト無配線と、
配線領域の位相シフト無配線の一端とがスルーホールを
介してそれぞれ接続される。上層の第２配線ｂ１によ
り、回路ブロックＢの位相シフト付又は位相シフト無配
線と、配線領域に形成され上記回路ブロックＡに接続さ
れるべき位相シフト無配線の他端とがスルーホールを介
してそれぞれ接続される。

【００１７】このように、配線領域に形成される回路ブ
ロック間を相互に接続される配線に対して、それぞれの
回路ブロックが上層の第２配線ａ１〜ｆ２を介して接続
させることにより、回路ブロック間の接続が行われる。
このことは、回路ブロックＡ〜Ｆとそれに対応した入出
力回路との間においても同様である。

【００１８】図４には、上記第１配線等を形成するため
のシフタパターン自動作成のアルゴリズムの一実施例の
概念図が示されいてる。

【００１９】（１）は、オリジナルパターンであり、こ
のようなパターンに対応した配線等の仕上がりパターン
を得るために位相シフト法が用いられる。（２）では、
各パターンに対して隣接するものが交互に１と０となる
ように割り付けが行われる。（３）では、上記割り付け
の１と０に対応し、１が割り当てられたパターンのみに
位相シフタが設けられる。

【００２０】（３）では、縦方向に延長されるパターン
の上部と横方向に延長されるパターンの境界で位相がシ
フトされてしまう。（４）では、上記のように隣接した
パターンの場所を抽出して、同層のパターンで埋める。
（５）では、オリジナルパターンを一定量ブロードン
し、このパターンに覆われない埋め込みパターンの部分
のシフタを反転させて（７）のような位相シフトパター
ンが形成される。

【００２１】図５には、上記回路ブロック内の層間を接
続するコンタクトホールや、第２配線を形成する前に形
成される相互接続用のコンタクトホールを形成するため
のシフタパターン自動作成のアルゴリズムの一実施例の
概念図が示されいてる。

【００２２】（１）ではコンタクト用のパターンを一定
間隔ｄに配置する。（２）では、位相シフタ付の補助パ
ターンをコンタクトホールの周辺に形成する。これによ
り、コンタクトホールを高密度に形成することができ
る。

【００２３】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 （１） 位相シフト法により形成される配線と、それに
接続されるべき配線であって位相シフト法によならいで
形成される配線と、上記２つの配線間に一方の配線から
他方の配線に向かって段階的に位相シフト量が変化させ
られることによって形成される境界配線、又はそれより
上層の配線からなる境界配線を設けて上記両配線間を接
続させることにより、半導体集積回路装置に形成される
配線を、その回路ブロックの中での条件のみを考慮して
部分的に形成することができるので、レイアウトの簡素
化と位相シフト法による高密度化が可能になるという効
果が得られる。

【００２４】（２） 位相シフト法を用いて形成される
回路ブロックを機能ブロック単位に限定し、機能ブロッ
ク回路の接続は、機能ブロックの配線と同時に形成され
る位相シフト法によらないで形成される配線領域と、両
者を接続する上層配線とにより半導体集積回路装置を形
成することにより、位相シフト法による回路ブロックを
実質的に小さな回路規模に限定できるので、レイアウト
の簡素化と高密度化が可能になるという効果が得られ
る。

【００２５】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図２
において、境界領域に設けられる配線は、位相シフト量
が段階的に４５°ずつ段階的に変化させられるもの、あ
るいは３０°ずつ段階的に変化させられるもの等種々の
実施形態を採ることができる。また、半導体メモリに適
用する場合には、高密度が要求されるメモリアレイやデ
コーダを１つの機能ブロックとして見做して位相シフト
法によりパターンを形成し、比較的実装面積に余裕のあ
る入出力バッファや入力バッファとデコーダ等を接続す
る配線を配線領域として位相シフト法によならいでパタ
ーンを形成するものであってもよい。このように、図３
の実施例における回路ブロックは、種々の実施形態を採
ることができるものである。この発明は、半導体集積回
路装置とそのレイアウト方法として広く利用できるもの
である。

【００２６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、位相シフト法により形成さ
れる配線と、それに接続されるべき配線であって位相シ
フト法によならいで形成される配線と、上記２つの配線
間に一方の配線から他方の配線に向かって段階的に位相
シフト量が変化させられることによって形成される境界
配線、又はそれより上層の配線からなる境界配線を設け
て上記両配線間を接続させることにより、半導体集積回
路装置に形成される配線を、その回路ブロックの中での
条件のみを考慮して部分的に形成することができるの
で、レイアウトの簡素化と位相シフト法による高密度化
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例
を示す観念的なレイウアト図である。

【図２】この発明に係る半導体集積回路装置の他の一実
施例を示す観念的なレイウアト図である。

【図３】この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例
の示す概略レイアウト図である。

【図４】第１配線等を形成するためのシフタパターン自
動作成のアルゴリズムの一実施例を示す概念図である。

【図５】コンタクトホールを形成するためのシフタパタ
ーン自動作成のアルゴリズムの一実施例を示す概念図で
ある。

【図６】位相シフト法を説明するためのパターン図であ
る。

【図７】位相シフト法による断線を説明するためのパタ
ーン図である。

【符号の説明】

ａ〜ｇ…パターン、Ａ〜Ｆ…回路ブロック。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位相シフト法によって形成される配線を
   含む第１の半導体領域と、位相シフト法を使用しないで
   形成される配線を含む第２の半導体領域と、上記第１の
   半導体領域に形成される配線とそれに接続されるべき第
   ２の半導体領域に形成される配線とを層間絶縁膜を介し
   て接続させる配線層とを備えてなることを特徴とする半
   導体集積回路装置。
2. 【請求項２】 上記第１の半導体領域は、特定の回路機
   能を持つ回路ブロックであり、第２の半導体領域は少な
   くとも上記回路ブロック間を接続するための配線の一部
   を構成する配線ブロックであることを特徴とする請求項
   １の半導体集積回路装置。
3. 【請求項３】 位相シフト法により形成される配線と、
   それに接続されるべき配線であって、位相シフト法によ
   ならいで形成される配線と、上記２つの配線間に設けら
   れ一方の配線から他方の配線に向かって段階的に位相シ
   フト量が変化させられる境界配線とを備えてなることを
   特徴とする半導体集積回路装置。
4. 【請求項４】 位相シフト法により形成される配線と、
   それに接続されるべき配線であって位相シフト法によな
   らいで形成される配線と、上記２つの配線間に設けられ
   一方の配線から他方の配線に向かって段階的に位相シフ
   ト量が変化させられる境界配線、又はそれより上層の配
   線からなる境界配線を設けて上記両配線間を接続させる
   ことを特徴とする半導体集積回路装置のレイアウト方
   法。