JPH05343519A - 半導体装置の配線方法 - Google Patents

半導体装置の配線方法

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JPH05343519A
JPH05343519A JP14599292A JP14599292A JPH05343519A JP H05343519 A JPH05343519 A JP H05343519A JP 14599292 A JP14599292 A JP 14599292A JP 14599292 A JP14599292 A JP 14599292A JP H05343519 A JPH05343519 A JP H05343519A
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wiring
layer
wiring layer
channel
trunk line
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JP14599292A
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Sumitaka Hibino
純孝 日比野
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置の配線方法に関し、少なくとも3つ
の配線層が形成される半導体装置において結線率を向上
できることを目的とする。 【構成】チャネルAのグリッドG1〜G3は第3層配線層全
面禁止、グリッドG4〜G8は第1層及び第3層配線層とも
に空き、グリッドG9〜G11 は第1層配線層全面禁止であ
る。チャネルBのグリッドG1〜G7は第1層及び第3層配
線層に平均的に禁止があり、グリッドG8〜G11 は第1層
及び第3層配線層ともに空いている。従って、端子a,
bを結ぶグローバル経路36は、チャネルAの第1層配
線層のグリッドG1〜G8上を通過する幹線34と、チャネル
Bの第1層配線層のグリッドG9〜G11 を通過する幹線35
と、グリッドG1上の支線31と、グリッドG8上の支線32
と、グリッドG11 上の支線33とで決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の配線方法に
係り、詳しくはグローバル配線(全体概略配線)とチャ
ネル配線(詳細配線)とからなる二段階配線方法を用い
る場合のグローバル配線の配線経路の決定方法に関す
る。
【0002】近年の半導体装置の高集積化、大規模化に
相まって多層配線技術、例えば3層配線以上の配線技術
が提案されてきている。このような多層配線が形成され
る半導体装置に対して従来の2層配線における配線方法
をそのまま使用すると、詳細配線を行うときに物理的に
幹線位置の決定が不可能な状況が生じる。このため、多
層配線に適した配線方法が望まれている。
【0003】
【従来の技術】従来、例えば3つの配線層が形成される
半導体装置では、第1層及び第3層配線層にセル列方向
と同一方向に延びる幹線が配線され、第2層配線層にセ
ル列方向と直交する方向に延びる支線が配線される。
【0004】このような3つの配線層が形成される半導
体装置において、図3に示すようにセル列21のバウン
ダリ上に設定された端子aとセル列22のバウンダリ上
に設定された端子bとを結ぶグローバル配線の配線経路
を決定するには、まず、セル列21,22等の上方の第
2層配線層の配線禁止状況と、セル列21とセル列22
との間のチャネルA、セル列22とセル列23との間の
チャネルB等の上方の第1層及び第3層配線層の配線禁
止状況とを求める。尚、各チャネルA,Bは第1層配線
層に10本の配線トラックと、第3層配線層に10本の
配線トラックとの合計20本の配線トラックをそれぞれ
備えているものとする。
【0005】図3において、セル列21ではグリッドG
10,G11が第2層配線層全面禁止であり、セル列2
2ではグリッドG1〜G3,G9,G10が第2層配線
層全面禁止であるものとする。チャネルAではグリッド
G1〜G3が第3層配線層全面禁止であり、グリッドG
4〜G8が第1層及び第3層配線層ともに空いており、
グリッドG9〜G11が第1層配線層全面禁止であるも
のとする。更に、チャネルBではグリッドG1〜G7が
第1層及び第3層配線層に平均的に禁止があり、グリッ
ドG8〜G11は第1層及び第3層配線層ともに空きが
あるものとする。尚、第1層及び第3層配線層に平均的
に禁止があるとは、それぞれ少なくとも1つの配線トラ
ックが未使用の状態をいう。
【0006】次に、各チャネルA,Bの各グリッドG1
〜G11について第1層及び第3層配線層で既に使用さ
れている配線トラックを合計した使用状況(以下、チャ
ネル密度という)を求める。そして、端子aが存在する
グリッドG1から端子bが存在するグリッドG11の間
にチャネル密度が20以上となるグリッドがあるか否か
を判定する。そして、いずれのグリッドG1〜G11の
チャネル密度も20未満であると端子a,b間を結ぶグ
ローバル配線の幹線が通過できると判定する。又、少な
くとも1つのグリッドG1〜G11のチャネル密度が2
0以上であると端子a,b間を結ぶグローバル配線の幹
線は通過できないと判定する。
【0007】従って、図3において、各チャネルA,B
の各グリッドG1〜G11についてチャネル密度が以下
の表1に示すように設定されているとすると、端子a,
b間の各グリッドG1〜G11でチャネル密度が20以
上となるグリッドは存在しない。このため、チャネルA
に端子a,b間を結ぶグローバル配線の幹線が通過でき
ると判定される。
【0008】
【表1】
【0009】このため、図7に示すように、チャネルA
において端子aに接続される第2層配線層のグリッドG
1上の支線51と、端子bに接続される第2層配線層の
グリッドG11上の支線52と、両支線51,52の端
点間を結ぶ幹線53とからなるグローバル経路54が決
定される。
【0010】従って、図7に示すグローバル配線54を
通過させた後のチャネル密度は、以下の表2に示すよう
にチャネルAの各グリッドG1〜G11のチャネル密度
にそれぞれ「1」を加算した値となる。この後、決定さ
れたグローバル経路54を基に公知のチャネルラウター
法により幹線の位置を求め、幹線及び支線をレイアウト
する。
【0011】
【表2】
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示すグローバル経路54に対してチャネルラウター法を
用いて詳細配線を行い、チャネルAに幹線位置を決定し
ようとしても、チャネルAではグリッドG1〜G3が第
3層配線層全面禁止であり、グリッドG9〜G11が第
1層配線層全面禁止である。従って、幹線53は第1層
配線層においても第3層配線層においても禁止と重なっ
て物理的に幹線位置の決定が不可能となる状況が発生
し、幹線53を1本で配線することはできず、未結線と
なってしまうという問題がある。
【0013】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、少なくとも3つの配線層が形成され
る半導体装置において、グローバル配線時に幹線を通過
させる配線層を設定し各配線層毎に幹線を通過させたと
きの配線密度を見積もることにより、別のチャネルに回
り込んで複数のチャネルを通過するようなグローバル経
路に決定したり、グローバル配線時にそのチャネルにお
いて幹線を第1層配線層と第3層配線層とに分割したり
することができ、結線率を向上できることを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、セル列間に配置されたチャネルと、セル列方
向と同一方向に延びる幹線が配線される第1層配線層
と、第1層配線層の上層の配線層であってセル列方向と
直交する方向に延びる支線が配線される第2層配線層
と、第2層配線層の上層の配線層であってセル列方向と
同一方向に延びる幹線が配線される第3層配線層との少
なくとも3つの配線層が形成される半導体装置におい
て、セル列間に設定された端子対を結ぶ配線の配線経路
を決定するに際し、その配線の幹線を各セル列間におけ
る1つ又は複数のチャネルを通過させるようにした仮経
路候補をそれぞれ求める。各仮経路候補についてその幹
線を対応するチャネルの第1層配線層又は第3層配線層
を通すと仮定したとき、その第1層配線層又は第3層配
線層の配線密度をそれぞれ求める。
【0015】次に、各仮経路候補のその幹線について求
められた少なくとも1つの配線層の配線密度に基づいて
その幹線を同一配線層に設定できるときにはその設定で
きる配線層のうち最小の配線密度を持つ配線層をその幹
線の通過層として各経路候補を設定する。又、各仮経路
候補のその幹線について求められたいずれの配線層の配
線密度によってもその幹線を同一配線層に設定できない
ときにはその幹線を当該チャネルにおいて第1層配線層
及び第3層配線層間で分割してその二層間での配線密度
が最小となる配線層の組合せをその幹線の通過層として
各経路候補を設定する。
【0016】そして、求められた各経路候補についてそ
の経路全体の配線長を要素とする配線コストをそれぞれ
求める。この後、求められた各経路候補のうち最小の配
線コストを持つ経路候補を配線の配線経路として決定す
る。
【0017】
【作用】従って、本発明によれば、同一結線関係におい
て、配線の配線経路が別のチャネルに回り込んで複数の
チャネルを通過するように決定されたり、グローバル配
線時にそのチャネルにおいて幹線が第1層配線層及び第
3層配線層に分割されたりする。このため、詳細配線を
行う時に物理的に幹線位置の決定が不可能となる状況が
回避され、未結線の発生が防止される。
【0018】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例の配線方
法を図面に従って説明する。図1,図2は本実施例のグ
ローバル経路決定処理を示している。まず、ステップ1
でセル列のバウンダリ上に設定された端子対を結ぶグロ
ーバル配線の仮経路候補を1つ検索する。この仮経路候
補はそのグローバル配線の幹線を各セル列間における1
つ又は複数のチャネルを通過させられるものであればよ
い。尚、複数のチャネルを通過させられるとはグローバ
ル経路が迂回することを意味している。
【0019】次のステップ2で仮経路候補が見つかった
か否かを判定し、仮経路候補が見つかったときにはステ
ップ3に進む。ステップ3では仮経路候補の幹線になる
部分について対応するチャネルの第1層配線層又は第3
層配線層を通すと仮定したとき、その幹線を含む第1層
配線層又は第3層配線層の配線密度をその幹線のコスト
としてそれぞれ算出する。
【0020】次のステップ4では、各チャネルにおける
第1層及び第3層配線層の配線禁止状況に基づいてその
幹線の配線層別の各コストが単一配線層で設定できるか
否か、即ち、幹線が単一配線層を通過できるか否かを判
定する。ステップ4でその幹線の各コストのうち、少な
くとも1つのコストを単一配線層で設定できると判定す
ると、ステップ5に進む。
【0021】ステップ5では前記ステップ4においてそ
の幹線を設定できると判定された配線層のうち、最小コ
ストを持つ配線層をその幹線の通過層及びコストとして
経路候補を設定し、ステップ8に進む。
【0022】又、前記ステップ4でその幹線の各コスト
のうち、いずれのコストも単一配線層に設定できないと
判定すると、ステップ6に進む。ステップ6ではその幹
線を当該チャネルにおける第1層及び第3層配線層の配
線禁止状況に基づいて第1層配線層及び第3層配線層間
で分割できるか否かを判定し、分割できないと判定する
と前記ステップ1に戻る。ステップ6でその幹線を当該
チャネルにおいて第1層配線層及び第3層配線層間で分
割できると判定すると、ステップ7に進む。
【0023】ステップ7では当該チャネルにおいてチャ
ネルラウターに対する制約点以外の場所に幹線分割点を
設定する。そして、多層(第1層配線層から第3層配線
層、又は第3層配線層から第1層配線層)による幹線の
各コストを求め、最小コストを持つ配線層の組合せをそ
の幹線の通過層及びコストとして経路候補を設定する。
【0024】ステップ8では前記ステップ5又はステッ
プ7にて設定した経路候補について、その経路全体の配
線コストを配線長、回り込み回数等を要素として算出
し、ステップ9に進む。
【0025】ステップ9では前記ステップ8で算出した
今回の経路候補の配線コストが以前に見つけた経路候補
の配線コストより小さいか否かを判定する。ステップ9
で今回の候補の配線コストが以前に見つけた候補の配線
コストより小さいと判定すると、次のステップ10にて
今回の候補を最良の候補として記憶する。又、ステップ
9で今回の候補の配線コストが以前に見つけた候補の配
線コスト以上であると判定すると、前記ステップ1に戻
ってステップ1以降の処理を繰り返し実行する。
【0026】そして、前記ステップ2でグローバル配線
の別の仮経路候補が見つからなかったと判定すると、ス
テップ11に進んで最良の候補が記憶されているか否か
を判定する。このステップ11で最良の候補が記憶され
ていると判定するとステップ12に進む。そして、ステ
ップ12で最良の候補として記憶されている候補をグロ
ーバル経路として決定し、幹線の通過層の配線密度を更
新して処理を終了する。
【0027】又、前記ステップ11で最良の候補が記憶
されていないと判定すると、ステップ13でこの結線関
係を実現するグローバル経路はなしとして処理を終了す
る。従って、今、図3に示すように、セル列22のバウ
ンダリ上の端子aとセル列21上のバウンダリ上の端子
bとの間に結線関係がある場合、表3に示すように各チ
ャネルA,Bの各グリッドG1〜G11について第1層
及び第3層配線層の配線密度を別々に設定する。尚、各
チャネルA,Bは第1層配線層に10本の配線トラック
と、第3層配線層に10本の配線トラックとの合計20
本の配線トラックをそれぞれ備えているものとする。こ
のとき、各配線層とも配線密度が「10」以上になると
幹線は通過できないものとする。
【0028】
【表3】
【0029】従って、図3のチャネルAにおいて端子a
からの幹線を第1層配線層に通す場合には、グリッドG
9,G10,G11で配線密度が「10」になっている
ため、端子bに到達することはできない。又、端子bか
らの幹線を第3層配線層に通す場合には、グリッドG
1,G2,G3で配線密度が「10」になっているた
め、端子aには到達できない。
【0030】このため、図4に示すように、グリッドG
1〜G8は配線密度のより小さいチャネルAの第1層配
線層を通過する幹線34と、グリッドG9〜G11はチ
ャネルAの第1層配線層では禁止となるため、チャネル
Bの第1層配線層を通過する幹線35と、チャネルAに
おいて端子aに接続される第2層配線層のグリッドG1
上の支線31と、チャネルA,セル列22及びチャネル
BのグリッドG8上の支線32と、端子bに接続される
チャネルA,セル列22及びチャネルBの第2層配線層
のグリッドG11上の支線33とからなる迂回したグロ
ーバル経路36が決定される。
【0031】従って、図4に示すグローバル経路36を
通過させた後の配線密度は、以下の表4に示すようにチ
ャネルAの第1層配線層の各グリッドG1〜G8、及び
チャネルBの第1層配線層の各グリッドG8〜G11の
配線密度にそれぞれ「1」を加算した値となる。この
後、決定されたグローバル経路36を基に公知のチャネ
ルラウター法により幹線の位置を求め、幹線及び支線を
レイアウトする。
【0032】
【表4】
【0033】又、仮経路候補として図7に示すように幹
線53をチャネルAを通過させるものが検索された場合
には、幹線53は図5に示すように2つの幹線39,4
0に分割される。そして、幹線39,40がオーバーラ
ップしているグリッドG4〜G8までの間において、チ
ャネルラウターに対する制約点以外の場所、例えば、グ
リッドG6上に幹線分割点が設定される。その結果、図
6に示すように、チャネルAにおいて、第1層配線層の
グリッドG1〜G6上を通過する幹線39aと、第3層
配線層のグリッドG6〜G11上を通過する幹線40a
と、端子aに接続される第2層配線層のグリッドG1上
の支線37と、端子bに接続される第2層配線層のグリ
ッドG11上の支線38、両幹線39a,40aの端点
間を結ぶグリッドG6上の支線41とからなるグローバ
ル経路42が決定される。
【0034】従って、図6に示すグローバル経路42を
通過させた後の配線密度は、以下の表5に示すようにチ
ャネルAの第1層配線層の各グリッドG1〜G6、及び
第3層配線層の各グリッドG6〜G11の配線密度にそ
れぞれ「1」を加算した値となる。この後、決定された
グローバル経路42を基に公知のチャネルラウター法に
より幹線の位置を求め、幹線及び支線をレイアウトす
る。
【0035】
【表5】
【0036】このように、本実施例では、3つの配線層
が形成される半導体装置において、グローバル配線時に
幹線を通過させる配線層を設定し各配線層毎に幹線を通
過させる仮定したときの配線密度を見積もることによ
り、別のチャネルに回り込んで複数のチャネルを通過す
るようなグローバル経路に決定したり、グローバル配線
時にそのチャネルにおいて幹線を第1層配線層と第3層
配線層とに分割したりすることができる。このため、詳
細配線時において物理的に幹線位置の決定が不可能とな
る状況を回避することができ、結線率を向上することが
できる。よって、詳細配線後の修正作業を軽減すること
ができ、この結果、LSIの開発期間を短縮化すること
ができる。
【0037】尚、本実施例では3つの配線層が形成され
る半導体装置の配線方法に具体化したが、4以上の配線
層が形成される半導体装置の配線に具体化してもよい。
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ゲートアレイ、スタンダードセル等の少なくとも3つの
配線層が形成される半導体装置において、グローバル配
線時に幹線を通過させる配線層を設定し各配線層毎に幹
線を通過させたときの配線密度を見積もることにより、
別のチャネルに回り込んで複数のチャネルを通過するよ
うなグローバル経路に決定したり、グローバル配線時に
そのチャネルにおいて幹線を第1層配線層と第3層配線
層とに分割したりすることができ、結線率を向上できる
優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のグローバル経路決定処理を示すフロ
ーチャートである。
【図2】一実施例のグローバル経路決定処理を示すフロ
ーチャートである。
【図3】グローバル経路決定前のチャネルの使用状態を
示す図である。
【図4】グローバル配線の一例を示す図である。
【図5】グローバル配線の幹線の分割処理を示す図であ
る。
【図6】幹線を分割したグローバル配線の一例を示す図
である。
【図7】従来方法により決定されたグローバル配線を示
す図である。
【符号の説明】
21,22,23 セル列 31,32,33,37,38,41 支線 34,35,39a,40a 幹線 36,42 グローバル経路 A,B チャネル a,b 端子 G1〜G11 グリッド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セル列間に配置されたチャネルと、セル
    列方向と同一方向に延びる幹線が配線される第1層配線
    層と、第1層配線層の上層の配線層であってセル列方向
    と直交する方向に延びる支線が配線される第2層配線層
    と、第2層配線層の上層の配線層であってセル列方向と
    同一方向に延びる幹線が配線される第3層配線層との少
    なくとも3つの配線層が形成される半導体装置におい
    て、セル列間に設定された端子対を結ぶ配線の配線経路
    を決定するに際し、 その配線の幹線を各セル列間における1つ又は複数のチ
    ャネルを通過させるようにした仮経路候補をそれぞれ求
    め、各仮経路候補についてその幹線を対応するチャネル
    の第1層配線層又は第3層配線層を通すと仮定したと
    き、その第1層配線層又は第3層配線層の配線密度をそ
    れぞれ求め、 各仮経路候補のその幹線について求められた少なくとも
    1つの配線層の配線密度に基づいてその幹線を同一配線
    層に設定できるときにはその設定できる配線層のうち最
    小の配線密度を持つ配線層をその幹線の通過層として各
    経路候補を設定し、又、各仮経路候補のその幹線につい
    て求められたいずれの配線層の配線密度によってもその
    幹線を同一配線層に設定できないときにはその幹線を当
    該チャネルにおいて第1層配線層及び第3層配線層間で
    分割してその二層間での配線密度が最小となる配線層の
    組合せをその幹線の通過層として各経路候補を設定し、 求められた各経路候補についてその経路全体の配線長を
    要素とする配線コストをそれぞれ求め、各経路候補のう
    ち最小の配線コストを持つ経路候補を配線の配線経路と
    して決定するようにしたことを特徴とする半導体装置の
    配線方法。
JP14599292A 1992-06-05 1992-06-05 半導体装置の配線方法 Withdrawn JPH05343519A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100896801B1 (ko) * 2007-05-23 2009-05-11 성균관대학교산학협력단 반도체 배선 경로 설정 방법 및 이를 실행하기 위한프로그램을 기록한 기록 매체

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100896801B1 (ko) * 2007-05-23 2009-05-11 성균관대학교산학협력단 반도체 배선 경로 설정 방법 및 이를 실행하기 위한프로그램을 기록한 기록 매체

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