JPWO2005001926A1 - 集積回路及びその設計方法 - Google Patents

Abstract

図１３（ａ）において、配線Ｌｅ４にとって直下を除いて水平方向に最も近接した配線は、一つ下層の配線層に設けられている上記配線Ｌｅ２及び配線Ｌｅ６となっている。また、配線Ｌｅ３にとって直下を除いて水平方向に最も近接した配線は、一つ下層の配線層に設けられている上記配線Ｌｅ１及び配線Ｌｅ５となっている。したがって、配線Ｌｅ４及び配線Ｌｅ３は、水平方向に最も近接する配線である配線Ｌｅ２及び配線Ｌｅ１や、配線Ｌｅ６及び配線Ｌｅ５との間の容量を低減する設定となっている。また、図１３（ｂ）における配線Ｌｆ１と配線Ｌｆ２とが、また配線Ｌｆ２と配線Ｌｆ３とがそれぞれ互いの信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されている。

Description

本発明は基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路に関するものである。

近年、半導体集積回路の高集積化と設計期間の短縮との両立を図るべく、汎用の自動配置配線ツールを用いて半導体集積回路のレイアウト設計を行うことが主流となってきている。こうした自動配置配線ツールでは、半導体集積回路の製造プロセスから要請されるデザインルールを満たすように定義されたグリッドが設定され、このグリッド上に配線が敷設可能となっている。

このグリッドは、Ｘ軸方向及び、これと垂直なＹ軸方向に設定されており、各配線層毎に交互にＸ軸方向又はＹ軸方向が指定されており、各配線層において、上記グリッドは、互いに平行に走るストライプ状に設定されることとなる。そして、これらグリッド間隔は、デザインルールを満たす配線ピッチに対応するように設定される。こうした設定の下、上記自動配置配線ツールを用いたレイアウト設計においては、上記デザインルールおよび要求される回路特性をともに満たすように配置態様及び配線の引き回しについてトライアンドエラーを繰り返し、最終的なマスクレイアウトを決定する。

しかしながら、こうしたグリッドを使用して行われるレイアウト設計においては、有効に利用されない配線層が生じることがあり、効果的な配線の観点からは必ずしも望ましい結果が得られるとは限らなかった。そこで、例えば特許文献１に見られるように、グリッドを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に加えて、これらＸ軸方向及びＹ軸方向に交差する斜め方向に設定する手法などが提案されていた。
特開平７−８６４０７号公報

ところで、近年の半導体集積回路の微細化に伴って、半導体集積回路内の配線幅の縮小に伴う配線抵抗の増大や、隣接する配線間の間隔の縮小に伴う同配線間の容量の増大等が、配線内での電圧降下の増大（ＩＲドロップ）や、クロストークノイズの増大、電磁障害（ＥＭＩ）、エレクトロマイグレーション等の問題などを引き起こし、回路設計上無視できない大きな問題となりつつある。

半導体回路設計においては、回路素子および配線を限られたスペース上にレイアウトし、かつ所望の特性を満たした回路を実現する必要がある。上記の抵抗値や配線間容量の増大は、信号の伝搬に大きな影響を及ぼすことになるが、もし、抵抗値や容量値を低減するために、配線を単純に太くしたりすれば、限られたスペース上に所望の回路を形成することが困難となる。
半導体集積回路の各箇所の結線を効率的に行うために開発された上記自動配置配線ツールによっては、こうした微細化に伴う諸問題に対処することが困難なものとなってきている。すなわち、上記自動配線ツールによる結線のためのトライアンドエラーを行ったとしても、上記諸問題のために、タイミングなどの設計制約を満たす解を得ること自体が非常に困難なものとなっている。これは、半導体集積回路の設計開発の負荷を増大させ、開発期間の長期化という新たな問題を引き起こしている。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、集積回路が形成されるスペースの増大を抑制しつつ、所望の回路特性を満たす、より効率的な設計を行うことのできる集積回路及びその設計方法を提供することにある。

本発明のある態様は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路に関し、多層配線層に敷設される配線の敷設形態にその特徴を有する。その特徴は以下の通りである。

集積回路の所望の２点を結線するのに必要な第１の配線が敷設される第１の配線層とは別の、第２の配線層を設ける。第２の配線層には、所望の２点を結線する一の配線とは別の補助的な第２の配線が敷設される。この補助的な第２の配線は、第１の配線とビアホールを介して直列、並列等様々な態様にて接続される。このようにして形成される配線を組み合わせることによって、集積回路の所望の２点を結線する配線の抵抗値、インダクタンス値や、隣接する配線間に生ずる寄生容量値、信号伝搬の遅延時間など電気的特性を調節する役割を果たす。

第１の配線層と第２の配線層を互いに隣接するように設定した場合、第１の配線と第２の配線とをビアホールにて簡易に接続することができる。また、第１の配線と、補助的な第２の配線を、基板への投影がオーバーラップする態様にて敷設した場合には、両配線層のマスクを同一にすることができる、さらにビアホールを介しての配線の接続を容易に行うことができる。

本発明の別の態様は集積回路の設計方法に関する。この集積回路の設計方法の概要は以下の通りである。
集積回路を構成する複数の回路素子が予めレイアウトされている。レイアウトされた回路素子は、仮想的に設けられた配線層である仮物理配線層に特徴づけられた配線設定に基づいた仮配線によって結線される。仮配線による結線により形成される回路ブロックの電気的特性が、所望の特性を満たすかどうかを演算手段により判定する。
仮物理配線層に敷設された配線は、実配線層の実配線として展開される。前記判定により、１つの仮物理配線層の配線を１つの実配線層の実配線とする処理を行った場合に、所望の特性を満たさないと判定された回路ブロックの仮配線は、仮物理配線層を付加的に複数の実配線層に転写して形成された実配線として敷設される。この際に、上述の集積回路のさまざまな配線の敷設形態を利用し、その配線長や、配線間容量を調節することにより、回路ブロックが所望の特性を満たすように敷設する。

従来であれば、回路ブロックが所望の特性を満たさない場合には、再度、一から仮配線を行い、所望の特性が得られるまでこれを繰り返していた。本発明では、回路ブロックが所望の特性を満たさない場合に、付加的な配線層を利用して再度仮配線を行い、配線の電気的特性を調節する。この再度の仮配線は、ある決められたルールにもとづいて行われるため、一から仮配線をやり直す従来に比べて、演算負荷を抑えることができる。

本発明によれば、集積回路が形成されるスペースの増大を抑制しつつ、集積回路の設計をより効率的に行うことができる。

本発明にかかる集積回路の第１の実施形態の構成を示す平面図である。 同実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態にかかる集積回路の設計支援装置の全体構成を示すブロック図である。 同実施形態にかかる集積回路の設計手順を示すフローチャートである。 同実施形態において、回路図と同回路図の仮物理配線を用いたレイアウトとの関係を示す図である。 同実施形態において、回路図と同回路図の仮物理配線を用いたレイアウトとの関係を示す図である。 同実施形態において作成されるマスクを示す図である。 本発明にかかる集積回路の第２の実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態において作成されるマスクを示す図である。 上記第１及び第２の実施形態にかかる配線構造を示す図である。 本発明にかかる集積回路の第３の実施形態にかかる集積回路の設計手順を示すフローチャートである。 本発明にかかる集積回路の第４の実施形態にかかる集積回路の設計支援装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明にかかる集積回路の第４の実施形態にかかる集積回路の設計手順を示すフローチャートである。 同実施形態における区画の設定態様を例示する図である。 同実施形態において隣接する区画間の結線態様を示す図である。 同実施形態において隣接する区画間の結線態様を示す図である。 本発明にかかる集積回路の第５の実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態にかかる集積回路の設計手順を示すフローチャートである。 同実施形態において隣接する区画間の結線態様を示す図である。 同実施形態において隣接する区画間の結線態様を示す図である。 本発明にかかる集積回路の第６の実施形態における区画の設定態様を示す図である。 本発明にかかる集積回路の第７の実施形態にかかる集積回路の設計手順を示すフローチャートである。 同実施形態にかかる配線構造を示す平面図である。 同実施形態にかかる配線構造を示す平面図である。 同実施形態にかかる配線構造を示す断面図である。 本発明にかかる集積回路の第８の実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態において作成されるマスクを示す図である。 本発明にかかる集積回路の第９の実施形態にかかる配線構造を示す図である。 同実施形態において作成されるマスクを示す図である。 上記各実施形態の変形例における配線構造を示す斜視図である。 上記各実施形態の配線の回路図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 変形例における配線構造を示す概略図である。 本発明にかかる半導体集積回路の第１１の実施形態の構成を示す平面図である。 同実施形態における配線の敷設態様を示す図である。 同実施形態における配線の敷設態様を示す図である。 同実施形態における配線の敷設態様を示す図である。 同実施形態における半導体集積回路の設計支援装置の構成を示す平面図である。 同実施形態における半導体集積回路の設計手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ライブラリ、１２…設計仕様格納部、１４…プロセスパラメータ、１６…仮物理配線層ルール、２０…回路変数算出部、２２…自動配置部、２４…自動配線部、３０…タイミング解析部、３２…回路変数決定部、３４…配線層展開部、４０…マスク算出部、４２…区画設定部、５０…入力部、５２…画像表示部、５４…制御部、１０１０…ライブラリ、１０１２…設計仕様格納部、１０１４…プロセスパラメータ、１０２０…自動配置部、１０２２…自動配線部、１０３０…タイミング解析部、１０４０…入力部、１０４２…画像表示部、１０５０…制御部。

はじめに実施の形態の概要を説明する。

（１）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、互いに実質的に同一の経路方向を有するとともに、前記集積回路の基板への投影が互いにオーバーラップする態様にて複数の配線層に敷設された配線を備える。複数の配線層に敷設された配線が、ビアホールを介して接続されることにより、集積回路の所望の２点を結線する一の配線であって、任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、任意の素子の特定の端子の電位を固定する配線、および配線の一端が実質的にオープンとされる配線のいずれか一の配線を構成する。例えば図２〜図４、図１０，図１１，図１３などに示すさまざまな配線構造がこの態様に対応している。

ここで「基板への投影が互いにオーバーラップ」するとは、異なる配線層に敷設された複数の配線が実質的に同一の経路方向を有しており、複数の配線を基板に投影した場合に、一の投影像が他の投影像と一致する場合、１の投影像が他の投影像に完全に包含される場合、さらに１の投影像と他の投影像とが、その一部において重なっておりビアホールを介して２つの配線が接続可能な場合等も含む。

（２）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、集積回路の所望の２点を結線する第１の配線と、第１の配線の敷設される配線層とは別の配線層に敷設される第２の配線とを備える。第１の配線と第２の配線は、基板への投影が互いにオーバーラップする態様にて敷設され、ビアホールを介して接続されることにより前記所望の２点を結線する一の配線を構成する。この配線は、任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、任意の素子の特定の端子の電位を固定する配線、および配線の一端が実質的にオープンとされる配線のいずれか１の配線として機能する。例えば図２、図４、図２０（ａ）、（ｂ）、（ｄ）などに示すさまざまな配線構造がこの態様に対応している。

この集積回路によれば、単一の実配線層ごとに経路を定めて、実際の配線を敷設していく手法と比較して、当該配線の取りうる電気的特性の自由度を向上させることができ、ひいては微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができるようになる。

（３）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、集積回路の所望の２点を結線する第１の配線と、第１の配線の敷設される配線層とは別の配線層に敷設される第１の配線と平行な第２の配線とを備えている。第１の配線に対し第２の配線を電気的に並列に接続せしめることにより第１の配線と第２の配線は、所望の２点を結線する１の配線を構成する。
この集積回路によれば、第１の配線と並列に接続される第２の配線によって、第１の配線のみで２点を結線する場合と比較して配線抵抗を低減することができる。図３はこの態様の一例を示している。

なお、第１の配線と第２の配線は基板への投影が互いにオーバーラップするようにして形成してもよい。この場合、ビアホールを介して第１の配線と第２の配線を容易に接続することが可能となるとともに、配線の敷設される面積を最小限にとどめつつ、配線の抵抗値を低減することができ、さらにインダクタンスをも低減させることができる。
さらに第１の配線と第２の配線との間には、他の信号伝搬用の配線が敷設されないことが好ましい。この結果、第１の配線と第２の配線とが、他の信号伝搬用の配線と電気的に干渉することを好適に回避、抑制することができる。
また、第１の配線と第２の配線は、互いに隣接する配線層に敷設されてもよい。配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（４）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、基板への投影が互いにオーバーラップする態様にて複数の配線層に平行に敷設された複数の配線を備えている。複数の配線は、配線層ごとに信号の伝搬方向を反転させる態様にてビアホールを介して電気的に直列に接続されることにより、集積回路の所望の２点を結線する１の配線を構成する。図３はこの態様の一例を示している。
この集積回路によれば、配線の敷設される面積を増大させることなく、配線の抵抗を積極的に増大させることができる。この抵抗値の増大は、集積回路において信号の遅延量の調整やリファレンス電位の生成等の調整に適用することができる。さらに配線のインダクタンスを増加させることにもなる。

さらに複数の配線間には、他の信号伝搬用の配線が敷設されないことが好ましい。この結果、複数の配線が、他の信号伝搬用の配線と電気的に干渉することを好適に回避、抑制することができる。
さらに、複数の配線は互いに隣接する配線層に敷設されてもよい。配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（５）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、配線の敷設方向および敷設間隔が隣接する配線層間で実質的に同一に設定されている領域を備えている。この領域において、隣接する配線層のうち一方の配線層に敷設される配線が、他方の配線層に敷設される配線に対して、敷設方向と垂直をなす方向に配線の敷設間隔よりも小さい範囲でオフセットする態様にて設けられる。図１０はこの態様の一例を示している。
ここで、配線の「敷設間隔」とは、平行に設けられた配線の中心線間の距離をいう。
この集積回路によれば、隣接する配線層の配線同士がオフセットして敷設されることにより、配線の水平方向の間隔を拡大することなく、隣接する配線層の配線間の容量を好適に低減することができる。

（６）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、ある一の配線層に第１の配線および第２の配線のいずれか一方が敷設される箇所において、他方の配線は他の配線層へと逃がすように敷設されている。その際、第１の配線と第２の配線は、基板への投影が互いに隣接するよう平行に敷設される。図１１はこの態様の一例を示している。

すなわち、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、当該基板への投影が互いに隣接する第１の配線と第２の配線を備えている。第１の配線と第２の配線は、スペース的には一の配線層で隣接する態様にて敷設しうるものであるところ、いずれか一方の配線が前記一の配線層に敷設される箇所において他方の配線を他の配線層へと逃がす態様にて敷設する。その結果、第１の配線と第２の配線が、基板への投影が互いに隣接することを許しつつ、前記一の配線層で隣接する態様にて敷設した場合と比して、同一の配線層において隣接する長さを短くしている。
この集積回路によれば、一対の配線同士が、同一配線層内において水平方向に隣接する長さを短くすることができ、一対の配線間の容量を好適に削減することができる。

さらに一対の配線間には、他の信号伝搬用の配線が敷設されないことが好ましい。この結果、第１の配線と第２の配線とが、他の信号伝搬用の配線と電気的に干渉することを好適に回避、抑制することができる。
さらに一対の配線は互いに隣接する配線層に敷設されてもよい。配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（７）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、所定の配線層に互いに隣接して平行に敷設された第１の一対の配線と、所定の配線層とは別の配線層に互いに隣接して平行に敷設された第２の一対の配線とを備えている。前記第２の一対の配線は、第１の一対の配線と基板への投影がオーバーラップする態様にて設けられており、一端をビアホールを介して第１の一対の配線に接続せしめることにより第２の一対の配線は、他端が実質的にオープンとされるダミー配線として形成されている。図４はこの態様の一例を示している。

この集積回路によれば、複数の配線層にて配線が隣接し合うため、配線間の容量を増大させることができ、配線を伝搬する信号の遅延量を調整したり、インピーダンスマッチングを行ったりすることができる。さらに、容量値を増加させるために配線長を延ばす必要がないため、デザインルールの制約や抵抗の増大を招くこともない。
なお、この集積回路において、第１の一対の配線と第２の一対の配線は基板への投影が一致するように敷設してもよい。これにより、第１の一対の配線が敷設される配線層と第２の一対の配線が敷設される配線層について、少なくともこれら一対の配線に関しては、そのマスクパターンを同一とすることができる。
さらに第１の一対の配線と第２の一対の配線との間には、他の信号伝搬用の配線が敷設されないことが好ましい。この結果、第１の一対の配線と第２の一対の配線とが、他の信号伝搬用の配線と電気的に干渉することを好適に回避、抑制することができる。
また、第１の一対の配線が敷設される配線層と第２の一対の配線が敷設される配線層は互いに隣接していてもよい。配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（８）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、複数の配線層に敷設された配線をビアホールを介して並列に接続して構成される第１の配線を備える。さらにこの集積回路は、第１の配線を構成する配線が敷設される複数の配線層と同一の配線層に敷設された配線をビアホールを介して並列に接続して構成される第２の配線とを備えている。この第１の配線と前記第２の配線それぞれを構成する配線は、互いに対応する同一の配線層で隣接して平行に設けられている。図３３（ａ）はこの態様の一例を示している。

この集積回路によれば、第１および第２の配線を単線とした場合と比較して配線抵抗を低減することができる。更に、第１および第２の配線は、各配線層において互いに隣接して形成されているために、両配線の間の容量も、単一の配線層の配線として形成する場合と比較して、増大させることができる。
さらに第１、第２の配線を構成する配線間には、他の信号伝搬用の配線が敷設されないことが好ましい。この結果、第１，第２の配線が、他の信号伝搬用の配線と電気的に干渉することを好適に回避、抑制することができる。
また、第１および第２の配線を構成する配線がそれぞれ敷設される配線層は互いに隣接してもよい。配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（９）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、複数の配線層に前記基板への投影がオーバーラップする態様にて敷設された配線をビアホールを介して電気的に直列に接続して構成される第１の配線と、第１の配線を構成する配線が敷設される複数の配線層と同一の配線層に前記基板への投影がオーバーラップする態様にて敷設された配線をビアホールを介して電気的に直列に接続して構成される第２の配線とを備えている。第１の配線と第２の配線それぞれを構成する配線は、互いに対応する同一の配線層で隣接して平行に設けられてもよい。図３３（ｂ）はこの態様の一例を示している。

この集積回路によれば、第１および第２の配線の抵抗を、配線の敷設面積を増大することなく増加することができる。さらに第１および第２の配線は、各配線層において互いに隣接して形成されているために、両配線間の容量も、両配線を単一の配線層の配線として形成する場合と比較して、増大させることができる。

さらに第１、第２の配線を構成する配線間には、他の信号伝搬用の配線が敷設されないことが好ましい。この結果、第１，第２の配線が、他の信号伝搬用の配線と電気的に干渉することを好適に回避、抑制することができる。
なお、第１および第２の配線を構成する配線は、隣接する配線層に敷設されてもよい。配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（１０）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、信号伝搬用の配線と互いに異なる電位に固定された複数の電位固定配線とを備えている。信号伝搬用の配線と電位固定配線のいずれか一の配線は、その一部を他の配線層へと逃がすようにして敷設される。その際信号伝搬用の配線と複数の電位固定配線は、基板への投影が互いに隣接することを許して敷設されている。図２９〜３２はこの態様の例を示している。

信号伝搬用の配線と複数の電位固定配線は、スペース的には一の配線層に隣接する態様にて敷設しうるものであるところ、いずれか一の配線の一部を他の配線層へと逃がすようにして敷設することにより、信号伝搬用の配線と複数の電位固定配線が、基板への投影が互いに隣接することを許しつつ、一の配線層で隣接する態様にて敷設した場合と比して、配線同士が同一の配線層において隣接する長さを異ならしめている。

この集積回路によれば、信号伝搬用の配線と電位固定配線とが同一配線層にて隣接する長さを変化させることで、これらの配線間の容量を調節することができ、信号伝搬用の配線での信号の伝搬速度を調節することができる。加えて、信号伝搬用の配線が各異なる電位に固定された電位固定配線とそれぞれ隣接する長さの比によって、信号伝搬用の配線を伝搬する信号の波形を変化させることができる。

（１１）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、配線が実質的に同一方向に、かつ予め規定された単位間隔の整数倍の間隔で敷設される複数の配線層を有する領域を備える。この集積回路において前記領域内には、上記（３）〜（１０）に記載の集積回路の少なくとも１つが形成される。
この集積回路によれば、隣接する配線層の配線の敷設方向および配線の敷設間隔が統一される領域を設けることにより、上述の各態様の半導体集積回路を容易に形成することができる。さらに、上記領域は、配線の敷設間隔が、単位間隔の整数倍となっているため、自動配線ツールによって簡易に設計することができる。

（１２）また、この集積回路において、隣接しあう領域間では、少なくとも一の配線層において配線の敷設方向が互いに異なってもよい。その結果、複数の領域ごとでそれぞれ適切な配線構造を適用することができる。図１７はこの態様の一例を示している。

（１３）さらに、隣接する領域において配線の敷設方向が互いに異なる配線層の配線同士は、基板への投影が一直線上となる態様にて他の配線層に敷設された配線を利用して結線されてもよい。すなわち、同じ配線層において、配線の敷設方向が互いに異なる配線敷設領域の境界近傍で他の配線層の配線に乗り換え、他の配線層を介して直線上の配線を敷設し、配線の敷設方向が互いに異なる配線敷設領域を有する水平面における領域間を結線する。図１８，図２４はこの態様の一例を示している。
この集積回路によれば、同じ配線層において、配線の敷設方向が互いに異なる配線敷設領域の境界近傍で、別配線層の配線に乗り換え、他の配線層を介して直線状に敷設することで、水平面上で迂回させることなく結線でき、水平面上での迂回を伴う結線経路を定めるための複雑な再探索処理が不要となることに加え、結線に必要な経路長を好適に抑制することができる。

本発明の別の実施の形態は集積回路の設計方法に関する。以下、この集積回路の設計方法の概要について説明する。

（１４）一の実施の形態である集積回路の設計方法は、レイアウトの実現された集積回路における配線層を仮物理配線層とし、仮物理配線層のうちの所定の仮物理配線層の各配線の回路特性を所望の回路特性とすべく、演算手段により、前記各配線を複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する工程を有する。

上記設計方法によれば、仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する。このため、こうした変換による配線の形成手法を取らない従来の配線手法による配線では実現不可能な回路特性（配線の特性や配線間の容量等の特性）を実現することが可能となる。したがって、回路特性の調整を簡易に行うことができる。
更にこの際、仮物理配線層の各配線の配線経路を基本として配線の変換を行うため、同仮物理配線層の配線による電気的な接続態様を修正することなく、こうした回路特性の調整を行うことができる。
なお、ここで「略投影した領域」とは、必ずしも仮物理配線層に対する法線方向へ投影した領域そのものに限らず、同領域と接する領域も含む。また、「レイアウトの実現された集積回路」とは、各箇所の結線がなされたレイアウトデータやマスクデータを有する集積回路のことである。

（１５）一の実施の形態である集積回路の設計方法は、集積回路の各素子の結線に係る配線経路を決定する集積回路の設計方法であって、結線を行う配線層を仮物理配線層とし、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に得られる回路特性を予測しつつ、この予測結果に基づいて前記仮物理配線層上の配線経路を最適化する。

この設計方法によれば、自動配線等による仮配線の敷設に際し、より多い配線層上への展開を前提としなければ実現不可能な配線の敷設態様にて仮配線を敷設することができる。この結果、配線経路の選択の自由度を向上させることができ、ひいては自動配線による仮配線の経路の決定にかかる演算負荷を低減することができる。また、こうして決定された仮配線にもとづいて実配線層上への展開を行うことにより、所望の回路特性を有する配線を簡易に設計することができ、回路全体の特性の調整を簡易に行うことができる。さらに、こうして変換された配線は、基板への投影が互いに重なる、若しくは近接するために、上記投影が高密度となる配線を形成することが可能となる。

（１６）一の実施の形態である集積回路の設計方法は、集積回路の各素子を自動配置する集積回路の設計方法であって、集積回路の各箇所についての結線のなされる配線層を仮物理配線層とし、結線のなされる集積回路の所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に得られる回路特性を予測しつつ、この予測結果に基づいて各素子の配置の最適化を行う。

この設計法によれば、従来の手法による素子配置、すなわち仮物理配線層の配線のみの配線を前提とした場合では実現不可能な回路特性を実現することが可能となる。このため、自動配置による回路素子のレイアウトに際し、仮物理配線層から実配線層への展開を前提としない配線では実現不可能な回路特性（配線の特性や配線間の容量等の特性）に基づく配置を行うことができるため、配置の自由度を向上させることができる。特に、実配線層に展開された配線は、展開前と比較して配置の高密度化を許容しやすいために、上記設計方法によれば、集積回路の各素子の配置を高密度にすることができる。このとき仮物理配線層の仮配線の敷設には、例えば配置を行うために見積もりとして用いるスタイナー配線等を許容してもよい。

（１７）一の実施の形態である集積回路の設計方法は、集積回路の回路構成を決定する集積回路の設計方法であって、前記回路構成に必要な結線を行う配線層を仮物理配線層とし、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に得られる回路特性を予測しつつ、この予測結果に基づいて回路構成の最適化を行う。
仮物理配線層をもとにした仮配線により、回路構成の最適化を実施してもよい。この場合、回路特性的に多様な自由度を持った配線敷設により、回路構成の自由度も向上され、性能が優れた回路を効果的かつ容易に実現できるようになる。なお、ここでの回路構成の最適化としては、回路を構成する素子の特性最適化、機能的に等価な回路への置き換えによる回路アーキテクチャ選択としての最適化なども含まれる。

（１８）一の実施の形態である集積回路の設計方法は、レイアウトされた回路素子を結線して回路ブロックを形成するために、設計時に仮想的に使用される仮配線を仮物理配線層に敷設する。仮配線の敷設態様により形成される前記回路ブロックの諸特性が所望の特性を満たしているかを演算手段により判定し、仮物理配線層に敷設された仮配線を、実際の配線が敷設される実配線層に実配線として展開する。この態様の一例は図６に示すフローチャートにより把握することができる。
実配線層への仮配線の展開は、一の仮物理配線層に敷設された仮配線を、対応する複数の実配線層に転写し、前記判定により所望の特性を満たさないと判定された回路ブロックが転写された領域内の実配線を、回路ブロックが所望の特性を満たすように複数の実配線層の配線を利用して再度敷設し直してもよい。

配線を「展開する」とは、仮物理配線層の仮配線を、各仮物理配線層に対応する実配線層に転写し、転写された仮配線を複数の実配線層を利用して敷設することを意味する。さらに「転写」とは、仮物理配線層の仮配線を実配線層にその敷設態様を変更することなく投影することを意味するが、転写されたすべての配線がもとの仮配線層の仮配線と同一の敷設態様を有する必要はない。すなわち、集積回路を、機能ごとあるいはある区画ごといくつかのブロックに分割している場合には、各ブロックごとに対応する配線の敷設態様が同一であればよい。

仮配線から転写により実現された実配線について、再敷設が必要な場合には、その実配線層が敷設された実配線層とその隣接する実配線層を使用する転写を再度実施し、仮物理配線層での仮配線と略同一の態様にて配線を敷設してもよい。この場合、隣接する実配線層間で略同一の配線が敷設されることになるため、ビアホールによって隣接する配線層の配線を並列、直列など様々な態様にて容易に接続することが可能となる。

この設計方法によれば、従来の配線手法による配線、すなわち仮物理配線層の仮配線のみを利用した場合では実現不可能な回路特性（配線の特性や配線間の容量等の特性）を実現することが可能となり、回路特性の調整を簡易に行うことができる。すなわち、転写された実配線層上の実配線は、複数の実配線を利用した形態として実現できるため、１つの実配線層での配線敷設形態よりも回路特性的に多様な自由度を配線とすることができる。
更にこの際、仮物理配線層の仮配線の配線経路を基本として配線の再敷設を行うため、同仮物理配線層の配線による電気的な接続態様を修正することなく、こうした回路特性の調整を行うことができる。

（１９）この集積回路の設計方法は、集積回路を複数の区画に分割してもよく、分割された複数の区画ごとに、仮物理配線層と前記実配線層との対応関係を異ならしめてもよい。この態様の一例は図６および図１７により把握される。
この設計方法では、各区画毎に仮物理配線層から実配線層への配線の展開を行うために、所望とする回路特性を効率的に実現することができるようになる。すなわち、レイアウト設計においては、各配線層の全ての領域に渡って略均一に配線が敷設されるとは限らず、配線の敷設されない領域が形成されることが多い。そこで、この設計方法においては、区画毎に上記展開を行うことで、配線の敷設されていない仮物理配線層を多く含む区画ほど展開する実配線層数を多くすることで、集積回路の最終的な配線層数の増大を好適に抑制することもできる。

（２０）また、この設計方法は、区間の分割により仮配線から実配線への展開後の配線の敷設方向が隣接する区間にて互いに異なることとなった場合において、隣接する区間を跨いで結線するための配線を、区画境界の付近にて仮物理配線層からの展開による演算手段を用いて、仮配線時の結線態様を維持しつつ敷設してもよい。この集積回路の設計方法の一例は図６および図１７、図１８により把握される。
すなわち、区画の分割を行い、区画ごとに仮物理配線層と実配線層との対応関係を異ならしめて、仮物理配線層の配線から実配線層の実配線への展開を行った結果、配線の敷設方向が隣接する区間にて互いに異なる場合に、前記隣接する区間を跨いで結線するための配線を、演算手段を用いて仮物理配線層での配線時の結線態様を維持しつつ、仮物理配線層から複数の実配線層への展開により形成する実配線として敷設するしてもよい。

上述した態様にて各区画毎に上記展開を行う場合、隣接する区画同士では必ずしも複数の実配線層の実配線への展開の態様が同一となるとは限らない。例えば、配線の敷設方向が隣接する区画同士で異なる場合がある。こうした箇所については、これらの区画間の配線を互いに直接的に結線することは困難なものとなることがある。そこで、同一の仮物理配線層の仮配線による結線態様を、実配線への展開がされた後も維持すべく、これらの区画間を跨ぐ実配線層の配線を、実配線層の乗り換えを利用して敷設することで、両区画の結線を好適に行うことができるようになる。

一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路に関し、多層配線層に敷設される配線の敷設形態にその特徴を有する。その特徴は以下の通りである。

配線層ごとに、単位間隔を予め規定する。当該配線層への配線の敷設は、配線同士の間隔が予め規定された単位間隔の整数倍となる態様でおこなう。従って、一の配線層の配線は互いに平行に、同一敷設方向をもって敷設される。さらに隣接する配線層同士でも、配線の敷設方向を同一とする領域を設ける。このような条件が設定された隣接する配線層の一方の配線層に第１の配線を敷設し、他方の配線には第２の配線を敷設する。この集積回路では、これらの配線要素を様々な態様にて敷設することにより、配線の電気的特性を調節する。
以下、このような配線を用いて構成される集積回路およびその設計方法の態様の例である。

（２１）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、隣接する配線の敷設間隔が配線層ごとに予め規定された単位間隔の整数倍となる態様にて、複数の配線が互いに平行に敷設されている領域を有する。この集積回路において、前記領域には、互いに配線の敷設方向を同一とする、少なくとも一対の隣接する配線層が含まれてもよい。図４５はこの態様の一例を示している。
この集積回路は、配線の敷設方向が同一となる隣接する配線層を有することで、隣接する配線層の上記単位間隔については、これを近似させやすいものとなっている。このため、これら隣接する配線層間の電気的な接続を簡易に行うことができる。
また、配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。このため、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。
また、上記領域においては、配線の敷設間隔が所定の単位間隔の整数倍に設定されているために、当該集積回路の設計時における結線を規則的なパターンに従って簡易に行うこともできる。したがって、特に上記領域の結線を自動配線ツールにて行う場合においては、同ツールのプログラミングの簡易化や、同ツールによる結線時の処理の簡易化を図ることもできる。
なお、この領域には、集積回路のうち論理回路が形成されることが望ましい。これに対し、集積回路のうち上記領域以外には、メモリやアナログ回路、Ｉ／Ｏ（入力／出力）回路等を形成してもよい。

（２２）この集積回路において、配線層ごとに予め規定された単位間隔は、前記一対の隣接する配線層において略同一に設定されてもよい。図４５はこの態様の一例を示している。
この集積回路によれば、隣接する配線層において、上記単位間隔を略同一とするために、これら配線層間における配線の電気的な接続等を簡易に行うことができるようになる。

（２３）この集積回路において、前記一対の隣接する配線層には、複数の配線が前記単位間隔の２倍以上の間隔で敷設されてもよく、一対の隣接する配線層に敷設される複数の配線は、基板への投影が互いに重ならないようにオフセットして敷設されてもよい。図４６はこの態様の一例を示している。

これは、例えば配線の敷設間隔が単位間隔の２倍で敷設されている隣接する２層の配線層の配線が、単位間隔分だけオフセットして敷設されているような場合を意味する。この集積回路によれば、同一配線層内において隣接配線の間隔を大きくとることができるため、隣接配線間の容量が小さくなり、クロストークノイズを抑制することができる。また、一の配線層上の配線に着目した場合、その上方、もしくは下方の配線層には配線は存在しないため、ビアホールを介してさらに一層上方、もしくは下層の配線と直接接続することができる。これによって自動配線ツールでの接続経路を計算するのに要する時間や負荷を軽減することができるようになる。

（２４）この集積回路において、前記一対の隣接する配線層のいずれか一方の配線層には、互いに隣接する二本の配線が敷設されている。この隣接する二本の配線のうちいずれか一方の配線がビアホールを介して他方の配線層に乗り換えることにより、隣接する二本の配線間の距離が実質的に遠くなるように敷設してもよい。図４７はこの態様の一例を示している。

この集積回路によれば、同一配線層内において一対の配線が互いに隣接する部分を極力低減することができ、ひいては、これら一対の配線間の容量を好適に削減することができるようになる。また、配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。

（２５）この集積回路において、前記一対の隣接する配線層のいずれか一方の配線層には、信号伝搬用の配線と電位固定用の第１の配線とが互いに隣接して敷設されており、他方の配線層には、電位固定用の第２の配線が、前記信号伝搬用の配線を他方の配線層へ投影して形成される領域を包含するようにして敷設されており、第１および第２の配線は電気的に接続されて前記信号伝搬用の配線のシールド配線を構成してもよい。図４８はこの態様の一例を示している。

この集積回路によれば、信号伝搬用の配線と、シールド配線が隣接し、他の配線がその中間配線層に敷設されないため、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易かつ効果的に行うことができるようになる。

（２６）一の実施の形態である集積回路は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であり、一対の隣接する配線層のうち一方の配線層には、信号伝搬用の配線と電位固定用の第１の配線とが互いに平行かつ隣接して敷設される。他方の配線層には、電位固定用の第２の配線が、信号伝搬用の配線を他方の配線層へ投影して形成される領域を包含するようにして敷設されており、これら第１および第２の配線が電気的に接続されて信号伝搬用の配線のシールド配線を構成している。図４８はこの態様の一例を示している。

この集積回路によれば、信号伝搬用の配線と、シールド配線が隣接し、他の配線がその中間配線層に敷設されないため、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易に行うことができるようになる。

（２７）一の実施の形態である集積回路の設計方法は、基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路の設計方法であって、レイアウトされた回路素子を結線するために複数の配線層に配線を自動配線ツールによって敷設する。この自動配線ツールは、隣接する配線層間で配線の敷設方向が同一となる領域を設定し、前記領域内の隣接する配線層の配線を、予め規定された単位間隔の整数倍の間隔にて敷設してもよい。図４９および図５０はこの態様の一例を示している。

この設計方法によれば、配線の敷設方向を同一とする隣接する配線層を設定しつつ結線を行うために、この結線を互いに平行に敷設される配線の敷設間隔が単位間隔の整数倍に設定される場合、隣接する配線層の単位間隔については、これを近似させやすい。このため、隣接する配線層間の電気的な接続を容易に行うことができる。また、隣接する配線層間に中間の配線層が存在せず、隣接する配線層間の電気的な接続が他の配線と干渉することを回避することができる。このため、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。

（２８）この集積回路の設計方法において、自動配線ツールは、前記領域内の隣接する配線層の一方の配線層に敷設される配線を、他方の配線層に敷設される配線に対して、敷設方向と垂直をなす方向に配線の敷設間隔よりも小さい範囲でオフセットする態様にて敷設してもよい。図４６はこの態様の一例を示している。
この設計方法によれば、同一配線層内において隣接配線の間隔を大きくとることができるため、隣接配線間の容量が小さくなり、クロストークノイズを抑制することができる。また、一の配線層上の配線に着目した場合、その上方、もしくは下方の配線層には配線は存在しないため、ビアホールを介してさらに一層上方、もしくは下層の配線と直接接続することができる。これによって自動配線ツールでの接続経路を計算するのに要する時間や負荷を軽減することができるようになる。

（２９）この集積回路の設計方法において、自動配線ツールは、電気的特性の調整が必要とされる配線が敷設される範囲を、互いに平行に配線が敷設される配線層が設定される領域としてもよい。
この設計方法によれば、配線の敷設方向を隣接する配線層間で同一とする領域を設けることで、隣接する配線層の単位間隔については、これを近似させやすく、隣接する配線層間の電気的な接続を容易に行うことができる。また配線層を隣接させることにより、中間の層に配線が敷設される場合に生ずる他の配線との間の電気的な干渉を回避、抑制することができる。このため、電気的特性の調整が所望される配線について、同電気的特性の調整を簡易に行うことができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。

（３０）この集積回路の設計方法において、自動配線ツールは、前記領域に電気的特性として低雑音化が要求される信号伝搬用の配線を敷設する場合、前記領域内の一の配線層に信号伝搬用の配線を敷設し、一の配線層と隣接しかつ互いに配線の敷設方向を同一とする配線層に、信号伝搬用の配線の投影を包含する態様にてシールド配線として機能する電位固定用の配線を敷設してもよい。図４８はこの態様の一例を示している。
この設計方法によれば、シールド配線を信号伝搬用の配線が隣接する配線層に設けられるため、他の配線層の配線と干渉を低減することができる。これにより、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易に行うことができるようになる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。これらの集積回路は、より具体的には次に説明する実施形態によって実現される。
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかる半導体集積回路の構成を示す。同図１（ａ）に示す半導体集積回路１は、論理回路部２とアナログ回路部３とを備えている。そして、本実施形態では、論理回路部２は、自動配置配線ツールを用いて設計される部分となっている。

はじめに本発明に係る半導体集積回路の配線層の構成について説明する。自動配線ツールは所定のグリッド上に配線を敷設していくため、以下の配線の敷設間隔は、グリッドの間隔に対応すると考えられる。図１（ｂ）に、論理回路部２の第（ｎ＋１）層目の配線層の配線を、また、図１（ｃ）に、論理回路部２の第ｎ層目の配線層の配線をそれぞれ示す。同図１（ｂ）に示すように、第（ｎ＋１）層目の配線層の各配線は、互いに平行に設けられており、配線の敷設間隔が所定の単位間隔Ｐａの整数倍に設定されている。また、図１（ｃ）に示すように、第ｎ層目の配線層の配線は、互いに平行に設けられており、配線の敷設間隔が所定の単位間隔Ｐｂの整数倍に設定されている。

すなわち、例えば第（ｎ＋１）層目の配線層において、配線Ｌａ１及び配線Ｌａ２間、配線Ｌａ２及び配線Ｌａ３間については、配線の敷設間隔が単位間隔Ｐａの「１」倍となっている。また、配線Ｌａ３及び配線Ｌａ４間については、配線の敷設間隔が単位間隔Ｐａの「２」倍となっている。

そして、これら隣接する配線層同士である第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目の配線層において、上記配線の敷設方向（信号線にあっては信号の伝搬方向）が互いに同一とされている。また、これら隣接する配線層同士である第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目の配線層において、上記単位間隔Ｐａ及び単位間隔Ｐｂは互いに同一となっている。更に、これら隣接する配線層同士である第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目の配線層において、任意の一方の配線層の配線を他方の配線層に投影したものが同他方の配線層の配線と同一となっている。すなわち、例えば第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌａ４を第ｎ層目の配線層へ垂直投影したものは、配線Ｌｂ４と同一となっている。

本実施形態に係る半導体集積回路においては、これら隣接する配線層である第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目の配線層を利用して、以下に説明する図２〜図４に示すいずれかの配線を構成することにより、配線の電気的特性を調節する。

図２について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、例えば先の図１に示した配線Ｌａ４及び配線Ｌｂ４を示している。ここで、各配線層の表面は、ｘ方向及びｙ方向にて張られる平面とするとともに、配線敷設方向をｘ方向としている。これら各配線Ｌａ４及び配線Ｌｂ４は、上述したように互いの垂直投影と同一の形状となっていることを図２（ｃ）は示している。そして、これら配線Ｌａ４及び配線Ｌｂ４は、図２（ｄ）に示すように、複数の箇所（Ｂ１及びＢ２）でビアホール内に形成されたプラグｐｇ１、ｐｇ２により互いに電気的に接続されている。

これにより、第（ｎ−１）層目の配線層内に定義される所定の２カ所Ｐ１、Ｐ２のうちの一方から他方へと、互いに電気的に並列に接続された配線Ｌａ４及び配線Ｌｂ４のそれぞれを介して単一の信号が伝搬する。詳しくは、第（ｎ−１）層目の配線層の配線Ｌｃ１と配線Ｌｂ４とのプラグｐｇ３による接続箇所であるＰ１と、同第（ｎ−１）層目の配線層の配線Ｌｃ２と配線Ｌｂ４とのプラグｐｇ４による接続箇所であるＰ２との間を、配線Ｌａ４及び配線Ｌｂ４のそれぞれを介して信号が伝搬する。

このため、実効的な配線幅、すなわち集積回路の基板面に対する当該配線の垂直投影の配線幅を拡大することなく、配線の抵抗を削減することができるようになる。特に、配線の表面積自体は、複数の配線の並列化によって全体として増大することとなるため、表皮効果による抵抗の増大を低減することもできる。そして、こうした抵抗の削減により、集積回路の高速化や、低消費電力化を図ることができる。なお、こうした配線を電源配線に適用することで、エレクトロマイグレーション対策やＩＲドロップ対策を行うことができる。

次に、図３について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、例えば先の図１に示した配線Ｌａ３及び配線Ｌｂ３を示している。ここで、各配線層の表面は、ｘ方向及びｙ方向にて張られる平面とするとともに、配線敷設方向をｘ方向としている。これら各配線Ｌａ３及び配線Ｌｂ３は、上述したように互いの垂直投影と同一の形状となっていることを図３（ｃ）は示している。

図３（ｄ）に示すように、配線Ｌａ３及び配線Ｌｂ３は、互いに信号の伝搬方向を反転させる態様にて、ビアホール内のプラグｐｇ５により直列に接続されている。このように互いに信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されている配線を信号が伝搬するために、実効的な配線長（集積回路の基板面に対する当該配線の垂直投影の配線長）を拡大することなく、配線の抵抗を増大させることができる。

次に、図４について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、例えば先の図１に示した配線Ｌａ２、Ｌａ１及び配線Ｌｂ２、Ｌｂ１を示している。ここで、各配線層の表面は、ｘ方向及びｙ方向にて張られる平面とするとともに、配線敷設方向をｘ方向としている。これら各配線Ｌａ２及び配線Ｌｂ２や、各配線Ｌａ１及び配線Ｌｂ１は、上述したように互いの垂直投影と同一の形状となっていることを図４（ｃ）は示している。

そして、図４（ｄ）に示すように、第（ｎ＋１）層目の配線層に設けられた配線Ｌａ２と第ｎ層目の配線層に設けられた配線Ｌｂ２とが、ビアホールに設けられたプラグｐｇ６によって互いに電気的に接続されている。また、図４（ｅ）に示すように、第（ｎ＋１）層目の配線層に設けられた配線Ｌａ１と第ｎ層目の配線層に設けられた配線Ｌｂ１とがビアホールに設けられたプラグｐｇ７によって互いに接続されている。

なお、ここで、配線Ｌａ２又は配線Ｌｂ２のいずれか一方と配線Ｌａ１及び配線Ｌｂ１のいずれか一方とは片側がオープンとされるダミー配線として機能する。すなわち、これらダミー配線は、プラグＰｇ６、Ｐｇ７によって一端が他の配線と接続されているものの、その他端についてはオープンとされている。したがって、上記他の配線が信号伝搬用の配線であったとしてもダミー配線は、信号の伝搬経路とはならない。また、上記他の配線が給電用の配線であったとしても、ダミー配線は給電経路にならない。

こうした構成により、第（ｎ＋１）層目の配線層の隣接する配線Ｌａ２及び配線Ｌａ１間の容量に、これを投影した領域に設けられた配線Ｌｂ２及び配線Ｌｂ１間の容量が加わることから、隣接する配線間の容量を増大することができる。しかもこの際、配線の敷設間隔の低減や配線長の増大をしなくても容量を増大させることができるため、デザインルールの制約を受けたり抵抗の増大を招いたりすることもない。

なお、これら配線Ｌａ２及び配線Ｌａ１が、それぞれ電源電圧に固定された配線及び接地された配線である場合には、電源の安定化に有効である。すなわち、上記構成によれば、こうした配線へのノイズの混入を好適に抑制することができるため、電磁障害を好適に抑制することができるからである。

このように本実施形態では、図２〜図４に示す構成を有する配線を備えることで、配線の抵抗値の調整や配線間の容量の調整を行うことができる。このため、集積回路に用いる新規材料の開発を行わなくても、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができるようになる。

また、図２〜図４に示す構成を有する配線は、自動配線ツールを用いて敷設された配線を用いて簡易に実現することができる。すなわち、自動配線ツールを用いて敷設された所定の配線層（仮物理配線層）の配線を、複数の配線層（実配線層）の配線であって且つ互いに同一形状を有する複数の配線に変換することで簡易に実現することができる。特にこうした設計手法を適用するに際しては、上記特徴を備えた配線構造は、逆に、複数の実配線層の配線を元の１層からなる仮物理配線層の配線へと逆変換することが可能な構造ともなっている。すなわち、上記配線構造は、配線経路の複数の実配線層の配線への変換と、同複数の実配線層の配線のこれよりも少ない配線層の配線への逆変換とが可能な可逆な構造となっている。このため、配線構造を確定させるべく上記変換や逆変換を行う試行錯誤に際して、変換前後の相互関係の履歴情報を用いずとも、絶えず元の仮物理配線層の配線の敷設状態に逆変換することもできる。
以下、こうした配線構成を有する集積回路の設計手順について詳細に説明する。

図５は、本実施形態にかかる集積回路の設計支援装置の構成を示すブロック図である。なお、この支援装置はスタンダードセル方式の設計を支援する装置として構成されている。
はじめに、同支援装置を構成する各部の機能について説明する。

ライブラリ１０は、集積回路を構成すべき各種機能セルのセル情報や、それら機能セルの遅延情報、セットアップ及びホールドタイムに関する制約情報等、それら機能セルの性能情報が格納される部分である。ここで、各種機能セルは、論理演算素子（論理積、論理和、排他的論理和、排他的論理積、否定等）やフリップフロップ、ＲＡＭ等のメモリ、Ａ／Ｄ等のアナログ素子等又はそれらを用いて形成される回路である。更に、ライブラリ１０は、上記各機能セルの面積情報等、同機能セルのレイアウトに関する情報が格納される部分でもある。

また、設計仕様格納部１２は、例えばハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で記述された集積回路の機能及び構造に関する情報が格納される部分である。詳しくは、ＲＴＬ（ｒｅｓｉｓｔｏｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｅｖｅｌ）やゲートレベル等で表現された回路情報や、動作周波数等のタイミ
ング、電力条件などが格納されている部分である。ここで、例えばゲートレベルの回路情報は、上記ライブラリ１０で定義されるセルから、使用されるセルの種類や数並びにこれらの論理的な結線情報からなるネットリストである。

更に、プロセスパラメータ１４は、指定されたデザインルール（製造工程における最小加工精度に関する規定、素子サイズや最小配線間隔等を規定するルール）に応じた素子特性や、材質毎の配線特性等に関する情報が格納される部分である。

仮物理配線層ルール１６は、自動配線ツールによって結線を行う配線層である仮物理配線層の配線を上記実配線層の配線に変換する際のルールが格納される部分である。すなわち、所定の配線を先の図２や図３に示した構造の配線に変換するルールや、隣接する一対の配線を先の図４に示した構造の配線に変換するルール等が格納される。
なお、これらライブラリ１０，設計仕様格納部１２、プロセスパラメータ１４、仮物理配線層ルール１６は、ハードディスク装置等の記憶装置を備えて構成されている。

これに対し、回路変数算出部２０は、外部からの入力データに基づき、上記仮物理配線層ルール１６に格納されるルールによって変換される配線の回路変数を算出する部分である。

また、自動配置配線ツールとしての自動配置部２２と自動配線部２４とは、レイアウト設計を行う部分である。すなわち、自動配置部２２は、上記機能セルの自動配置を行う部分であり、自動配線部２４は、それら配置された機能セル間の結線を行う部分である。これら上記機能セルの自動配置、及びそれら配置された機能セル間の結線は、上記機能セルに対応する上記ライブラリ１０の有するレイアウトデータを用いて行なわれる。

この自動配線部２４で配線経路が生成された回路のネットリストは、タイミング解析部３０に供給される。このネットリストは、階層構造を保持しており、各機能セルから構成される機能ブロック内のネットリストと機能ブロック間のネットリストとからなる。

このタイミング解析部３０は、上記ネットリストや、プロセスパラメータ１４、仮物理配線層ルール１６に基づき、タイミング解析を行う部分である。回路変数決定部３２は、上記タイミング解析に基づき、仮物理配線層上の配線の回路変数を決定する部分である。また、配線層展開部３４は、上記決定された回路変数に基づき仮物理配線層を当該集積回路の実際の配線層とする実配線層へと展開する部分である。

更に、マスク算出部４０は、最終的なレイアウトパターンとなるデータ（レイアウトデータ）に基づき集積回路の製造時に用いるマスクパターンとなるデータ（マスクデータ）を作成する部分である。

なお、上記自動配置部２２や、自動配線部２４、タイミング解析部３０、回路変数決定部３２、配線層展開部３４、マスク算出部４０は、これらの行う処理に関するプログラムを記憶する半導体メモリやハードディスク装置等からなる記憶装置とコンピュータとを備えて構成されている。

その他、入力部５０は、タッチペンやキーボード、マウス等の入力装置からなって、レイアウト設計のための各種情報や命令を入力する部分である。また、画像表示部５２は、上記入力情報やレイアウト図等を可視表示する部分である。一方、制御部５４は、この画像表示部５２をはじめ、上述した自動配置部２２、自動配線部２４、タイミング解析部３０、回路変数決定部３２、配線層展開部３４、マスク算出部４０等の動作を統轄する部分である。

次に、こうした構成を有する設計支援装置を用いて行われる本実施形態にかかる集積回路の設計手順について説明する。図６に、本実施形態にかかる集積回路の設計手順を示す。

この一連の処理においては、まずステップＳ１００において、セルの自動配置の後に自動配線ツールを用いて結線を行う際に用いる配線層として仮物理配線層を定義する。すなわち、上記入力部５０を通じて、当該集積回路の製造時の制約等から仮物理配線層として用いることのできる配線層数を設定する。この配線層数は、上記製造時の制約等から決まる最大の実配線層数以下に設定する。
続くステップＳ１１０では、上記ステップＳ１００にて定義された仮物理配線層を用いてレイアウト設計を行う。ここではまず、上記ライブラリ１０に格納されている機能セルに関するレイアウト情報や、上記設計仕様格納部１２に格納されたゲートレベルの回路情報が自動配置部２２に入力される。そして、自動配置部２２において、このゲートレベルの回路情報に基づき、機能セルの自動配置が行われる。次に、上記自動配線部２４において、上記設計仕様格納部１２に格納されている配置の終了した機能セルの結線情報を用いて各機能セル間の結線を行う。

次に、ステップＳ１２０では、回路変数決定部３２により、上記結線の終了した集積回路について、それら各結線にかかる配線の回路変数を決定する。ここでは、タイミング等の設計制約を満たし、且つ所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層（実配線層）の配線であって且つ互いに同一形状を有する複数の配線に変換することで実現されるもののうち、実配線層の数が最小となる回路変数に決定する。

具体的には、例えばまず仮物理配線層を実配線層へと展開しない場合の回路変数にてタイミング解析部３０によってタイミング解析を行い、タイミング違反の有無を解析する。

そして、上記回路変数によってはタイミング違反箇所が生じる場合には、所定の仮物理配線層を実配線層に展開した場合に得られる回路変数を用いて再度タイミング解析を行う。すなわちまず、仮物理配線層に設けられる配線による電気的な接続を、互いの配線層の投影が自身の配線層の配線と同一となる複数の配線層からなる実配線層の配線に変換した場合の回路変数を設定する。すなわち、仮物理配線層の所定の配線による電気的な接続を、例えば先の図２〜図４に示す２層に渡る配線にて実現可能とした場合に得られる特性が、上記回路変数として設定される。

例えば図７（ａ）に示す回路情報に対応した仮物理配線層でのレイアウトが、図７（ｂ）及び図７（ｃ）のようになり、上記プロセスパラメータ１４によりその抵抗値がＲに設定されるとする。このとき、図２に示した構造の配線に変換された場合にはその抵抗値はＲ／２となり、また、図３に示した構造の配線に変換された場合にはその抵抗値は２Ｒになる。したがって、仮物理配線層の配線を図２、３に示した構造を有する２つの配線層からなる実配線層の配線に変換する場合、回路変数としての抵抗値は、Ｒ／２、２Ｒとなる。なお、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示す仮物理配線層での配線の全長に対してではなく、これら配線の一部の領域に対して図２又は図３に示す構造の配線への変換をすることも可能である。この場合、回路変数としての抵抗値は、Ｒ／２〜Ｒ、Ｒ〜２Ｒの間で設定できることとなる。

また、例えば図８（ａ）に示す回路情報に対応した仮物理配線層でのレイアウトの平面図が図８（ｂ）に示すものとなり、その断面図が図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すものとなるとする。このとき、図４に示した構造の配線に変換された場合には、一対の配線間の容量は略２倍となる。

こうした展開可能な実配線層の数は、上記製造時の制約等から決まる最大の実配線層数と上記仮物理配線層の数とに基づき決定される。すなわち、上記最大の実配線層数が６層であり、仮物理配線層の数を５層で実現した場合には、仮物理配線層のうちいずれか一層の配線層が２層からなる実配線層に展開可能である。

ちなみに、上記回路変数は、上記入力部５０からの最大の配線層数及び仮物理配線層数の入力に基づいて、上記回路変数算出部２０により算出される。そして、この仮物理配線層の回路変数は、上記仮物理配線層ルール１６に格納される。なお、上記回路変数の取りうる範囲を拡大させるためには、仮物理配線層数を少なめに設定することが望ましい。

こうした実配線層への展開に際しては、展開される実配線層数を、２層、３層という具合に段階的に増大させていくことが望ましい。そして、タイミング違反が無くなった時点における回路変数を実現する実配線層を最終的に用いる実配線層として決定する。

なお、上記のように実配線層数を段階的に増加させていく代わりに、可能な全ての実配線層数に対応した各回路変数によるタイミング解析を全て行い、その結果に基づき回路変数を決定するようにしてもよい。

続くステップＳ１３０においては、仮物理配線層の配線を上記ステップＳ１２０にて決定された回路変数を実現する実配線層の配線へと展開する。すなわち、例えば先の図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示した配線を、先の図２又は図３に示す２層の配線に変換する。また例えば先の図８（ｂ）〜図８（ｄ）に示した一対の配線を、先の図４に示した一対の配線に変換する。

次に、ステップＳ１４０では、ステップＳ１１０において仮物理配線層を用いた結線がなされ、且つステップＳ１３０において実配線層へと修正がなされた部分を有する集積回路のレイアウトの妥当性を確認する。ここでは、例えば上記タイミング制約に加えて、いくつかの製造時における制約等を考慮することが望ましい。こうした制約としては、例えば、集積回路の製造工程において、トランジスタのゲートに接続される配線からそのゲートに蓄積される電荷によるゲート絶縁膜の破壊を防止するアンテナルールがある。これは、例えば製造工程において、ゲートと接続される配線が所定の配線長を超えないようにするという制約である。

なお、このアンテナルールは、ステップＳ１１０やステップＳ１２０において考慮されるようにしてもよい。この場合、アンテナルールに従って、仮物理配線層の配線から実配線層の配線への変換が行われることとなる。例えば図７に示した配線が図２に示した配線構造の配線に変換される場合において、第ｎ層目の配線層の配線Ｌｂ４を形成したときに配線ＬＣ２と接続されるトランジスタのゲート絶縁膜の絶縁破壊が生じるとする。この場合、第ｎ層目の配線層の配線の製造工程において、配線Ｌｂ４の長さを短縮することで、配線ＬＣ２と配線Ｌｂ４との接続を回避する。そして、第（ｎ＋１）層目の配線層の製造工程において、配線Ｌｂ４と配線Ｌａ４とが、また配線Ｌａ４と配線ＬＣ２とが接続されるようにする。これにより、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線の製造によって配線Ｌｂ４とトランジスタのドレインやソースとが接続されることとなる場合には、絶縁破壊を回避することができる。

そして、ステップＳ１４０において集積回路が妥当なものであると判断されると、レイアウトパターンとなるデータ（レイアウトデータ）に基づいて上記マスク算出部４０では、マスクパターンとなるデータ（マスクデータ）を作成する。

すなわち、先の図２に示した第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌａ４及び第ｎ層目の配線層の配線Ｌｂ４のマスクは、図９（ａ）に示す単一のマスクデータとなる。そして、先の図２に示した第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌａ４と第ｎ層目の配線層の配線Ｌｂ４とを接続するためのビアホールのマスクは、図９（ｂ）に示すものとなる。

また、先の図３に示した第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌａ３及び第ｎ層目の配線層の配線Ｌｂ３のマスクは、図９（ｃ）に示す単一のマスクデータとなる。そして、先の図３に示した第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌａ３と第ｎ層目の配線層の配線Ｌｂ３とを接続するためのビアホールのマスクは、図９（ｄ）に示すものとなる。

更に、先の図４に示した第（ｎ＋１）層目の配線層の一対の配線Ｌａ２、Ｌａ１及び第ｎ層目の配線層の一対の配線Ｌｂ２、Ｌｂ１のマスクは、図９（ｅ）に示す単一のマスクデータとなる。そして、先の図４に示した第（ｎ＋１）層目の配線層の一対の配線Ｌａ２、Ｌａ１と第ｎ層目の配線層の一対の配線Ｌｂ２、Ｌｂ１とを接続するためのビアホールのマスクは、図９（ｆ）に示すものとなる。

なお、これらマスクデータには、当該集積回路の製造プロセスからの制約が加味されることとなる。すなわち、例えば、当該集積回路において所定の配線幅や配線間隔を有する配線を製造するに際しては、製造プロセスに応じてこれら配線幅や配線間隔が所定に変換されたマスクを用いることとなる。このため、図９に示すマスクにおいては、その配線幅や配線間隔等がステップＳ１４０までの設計によるレイアウトデータのものとは異なることがある。

以上のように、本実施形態によれば、第（ｎ＋１）層目の配線層のマスクと第ｎ層目の配線層のマスクとを共通とすることができる。

また、本実施形態では、仮物理配線層を用いた配置配線のなされた後、この仮物理配線層の配線による電気的な接続を複数の実配線層の配線にて実現するようにしたため、配線の敷設態様の変更を回避しつつも設計制約を満たすように回路変数を調整することができる。したがって、自動配線部２４によるトライアンドエラーを低減することができ、自動配線ツールの演算負荷を低減することができる。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）信号の伝搬に用いられる配線であって、複数の配線層に互いに平行に設けられて且つ複数の箇所でビアホールを介して互いに電気的に接続されている配線Ｌａ４、Ｌｂ４を備えるようにした。これにより、実効的な配線幅、すなわち集積回路の基板面に占める当該配線の配線幅を拡大することなく、配線の抵抗を削減することができるようになる。

（２）互いに信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されている配線Ｌａ３、Ｌｂ３を備えることで、当該集積回路において信号の遅延量の調整やリファレンス電位の生成等において、抵抗値を増大させる方向への調整を行うことができる。

（３）所定の配線層に設けられた隣接する一対の配線Ｌａ２、Ｌａ１と、所定の配線層とは別の共通の配線層に一対の配線Ｌａ２、Ｌａ１を投影した領域に設けられた配線Ｌｂ２、Ｌｂ１とをそれぞれビアホールを介して互いに接続した。これにより、隣接する配線間の容量を増大することができる。

（４）第（ｎ＋１）層と第ｎ層として例示した隣接する２つの配線層の配線の敷設方向を同一とするとともに、任意の一方の配線層の配線の他方の配線層に対する投影が該他方の配線層に設けられた配線と同一となるようにした。このため、隣接する２層で共通のマスクを用いることができる。

（５）仮物理配線層を用いて配置配線のなされた後、この仮物理配線層の配線による電気的な接続を複数の実配線層の配線にて実現することを考慮することで、こうした配線の変換手法を取らない従来の配線手法による配線では実現不可能な回路特性を実現することが可能となる。このため回路特性の調整を簡易に行うことができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態でも、上記論理回路部２の第（ｎ＋１）層目の配線層と第ｎ層目の配線層において、配線の敷設間隔が共通の単位間隔Ｐａの整数倍に設定されている。そして、本実施形態でも、第（ｎ＋１）層目の配線層の所定の配線と第ｎ層目の配線層の所定の配線とについては、これらを互いに他方の配線層に投影したものが一致するようになっている。しかし、本実施形態では、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線や第ｎ層目の配線層の配線を、他方の配線層に投影した領域には必ずしも配線が形成されているとは限らない。これは、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層に、図１０や図１１に示す構成を有する一対の配線を更に備えているためである。

ここで、図１０について説明する。図１０（ａ）に示す第（ｎ＋１）層目の配線層と図１０（ｂ）に示す第ｎ層目の配線層とは、ｘ方向及びｙ方向にて張られる平面とするとともに、配線敷設方向をｘ方向としている。そして、図１０（ａ）に示す第（ｎ＋１）層目の配線層に設けられる配線Ｌｃ１と、図１０（ｂ）に示す第ｎ層目の配線層に設けられる配線Ｌｃ２とは、互いに平行に設けられているとともに、その水平方向の間隔が上記単位間隔Ｐａとなっている。図１０（ｃ）は、配線層の法線方向をｚ方向としたときのｙｚ平面による配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２の断面構成を示している。

こうした構成によれば、当該集積回路の基板面への投影が最も近接した配線同士からなる一対の配線である配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２が、互いに異なる配線層となるようにして設けられるようになる。これにより、これら配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２の水平方向の間隔を拡大することなく、配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２間の容量を好適に低減することができる。

次に、図１１について説明する。図１１（ａ）に示す第（ｎ＋１）層目の配線層と図１１（ｂ）に示す第ｎ層目の配線層とは、ｘ方向及びｙ方向にて張られる平面とするとともに、配線敷設方向をｘ方向としている。そして、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目の配線層に渡って設けられる配線Ｌｄ１と配線Ｌｄ２とは、互いに平行に設けられているとともに、その敷設間隔が上記単位間隔Ｐａとなっている。

図１１（ｃ）は、上記配線Ｌｄ１について、各配線層の法線方向をｚ方向としたときのｘｚ平面による断面構成を示している。すなわち、配線Ｌｄ１は、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層に渡って形成されているとともに、これら各配線層間のビアホールに設けられるプラグｐｇ８により双方の配線層に形成される部分同士が電気的に直列に接続されている。

図１１（ｄ）は、上記配線Ｌｄ２について、各配線層の法線方向をｚ方向としたときのｘｚ平面による断面構成を示している。すなわち、配線Ｌｄ２は、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層に渡って形成されているとともに、これら各配線層間のビアホールに設けられるプラグｐｇ９により双方の配線層に形成される部分同士が電気的に直列に接続されている。

そして、これら配線Ｌｄ１及び配線Ｌｄ２は、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層をビアホールを介して交互に乗り換えるようにして設けられている。このため、配線Ｌｄ１及び配線Ｌｄ２が同一配線層内において水平方向に隣接する部分を極力低減することができ、ひいては、これら配線Ｌｄ１及び配線Ｌｄ２間の容量を好適に削減することができるようになる。更に、配線Ｌｄ１や配線Ｌｄ２は配線層を乗り換えるようにして設けられているために、これら配線Ｌｄ１や配線Ｌｄ２については、これら以外の外部との電気的な結合による影響も小さくなる。

なお、図１０や図１１の配線を含む本実施形態では、先の図６に示したステップＳ１５０の処理において、第（ｎ＋１）層目の配線層のマスクデータと、第ｎ層目の配線層のマスクデータとを各別に作成する。

すなわち、先の図１０に示す配線Ｌｃ１に対するマスクは図１２（ａ）に示すものとなり、同図１０の配線Ｌｃ２に対するマスクは図１２（ｂ）となる。そして、これら配線Ｌｃ１、Ｌｃ２を他の配線と接続する第（ｎ＋１）層目の配線層と第ｎ層目の配線層との間のビアホールのマスクの１例としては、図１２（ｃ）に例示するようなものとなる。一方、先の図１１に示す配線Ｌｄ１及びＬｄ２のうち第（ｎ＋１）層目の配線層のマスクは図１２（ｄ）に示すものとなり、同配線Ｌｄ１及びＬｄ２のうち第ｎ層目の配線層のマスクは図１２（ｅ）に示すものとなる。そして、これら第（ｎ＋１）層目の配線層にある配線Ｌｄ１及びＬｄ２と第ｎ層目の配線層にある配線Ｌｄ１及びＬｄ２とを接続するビアホールのマスクは、図１２（ｆ）となる。

このように、本実施形態では、先の図２〜図４に示した構成に加えて、更に図１０及び図１１に示す構成を有する配線を備えることで、配線間の容量を低減させることができる。特に配線間の容量を低減させることができることから、当該集積回路の高速化や、低消費電力化を図ることができるとともに、クロストークノイズを好適に低減することができる。

なお、先の図１〜４、図１０、図１１では、仮物理配線層が２層の実配線層に展開される場合を図示したが、これに限らない。すなわち、例えば図１３（ａ）に示すように、４層の実配線層に展開してもよい。同図１３（ａ）では、配線Ｌｅ１及び配線Ｌｅ５が一層目の実配線層に形成され、配線Ｌｅ３が２層目の配線層に形成され、配線Ｌｅ２及び配線Ｌｅ６が３層目の配線層に形成され、配線Ｌｅ４が４層目の配線層に形成されている。そして、配線Ｌｅ１及び配線Ｌｅ２は互いの投影が自身と略同一であって、且つビアホールを介して互いに接続されている。また、配線Ｌｅ３及び配線Ｌｅ４は互いの投影が自身と略同一であって、且つビアホールを介して互いに接続されている。更に、また、配線Ｌｅ５及び配線Ｌｅ６は互いの投影が自身と略同一であって、且つビアホールを介して互いに接続されている。

そして、配線Ｌｅ４にとって直下を除いて配線の線幅方向の距離が最も近接した配線は、一つ下層の配線層に設けられている上記配線Ｌｅ２及び配線Ｌｅ６となっている。また、配線Ｌｅ３にとって直下を除いて配線の線幅方向の距離が最も近接した配線は、一つ下層の配線層に設けられている上記配線Ｌｅ１及び配線Ｌｅ５となっている。したがって、配線Ｌｅ４及び配線Ｌｅ３は、配線の線幅方向の距離が最も近接する配線である配線Ｌｅ２及び配線Ｌｅ１や、配線Ｌｅ６及び配線Ｌｅ５との間の容量を低減する設定となっている。

また、図１３（ｂ）には、配線Ｌｆ１と配線Ｌｆ２とが、また配線Ｌｆ２と配線Ｌｆ３とがそれぞれ互いの信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されている例を示している。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）及び（５）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（６）当該集積回路の基板面への投影が互いに最も近接した配線同士からなる一対の配線である配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２が、互いに異なる配線層となるようにした。これにより、これら配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２の水平方向の間隔を拡大することなく、配線Ｌｃ１及び配線Ｌｃ２間の容量を好適に低減することができる。

（７）配線Ｌｄ１及び配線Ｌｄ２が、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層をビアホールを介して交互に乗り換えるようにした。このため、配線Ｌｄ１及び配線Ｌｄ２が同一配線層内において水平方向に隣接する部分を極力低減することができ、ひいては、これら配線Ｌｄ１及び配線Ｌｄ２間の容量を好適に削減することができるようになる。

（第３の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第２の実施形態では、仮物理配線層を用いて自動配置配線ツールにより配置配線を行った後、仮物理配線層の配線による電気的な接続を複数の配線層からなる実配線層の配線にて実現することを考慮してレイアウト設計を行った。

これに対し、本実施形態では、レイアウトの実現された集積回路（レイアウトデータやマスクデータ等が既に設計されている集積回路）について、その性能改善を行うためにレイアウト変更をする。これは、例えば（イ）既に製造されている集積回路について、特性ばらつきが大きく歩留まりが悪いことが判明した場合。（ロ）設計の終了した集積回路や既に製造されている既存の集積回路の動作周波数等、性能の変更が要求された場合。（ハ）例えば「０．３５μｍ」のデザインルールの既成の集積回路に基づき「０．１８μｍ」のデザインルールの集積回路を製造する場合等、デザインルールの変更された集積回路を設計すべく、既成の集積回路と相似な縮小された集積回路のタイミング調整をする場合。等々に行われる。

図１４に、本実施形態にかかる集積回路のレイアウトの変更にかかる処理の手順を示す。なお、この図１４に示す処理は、先の図５に示した設計支援装置を用いて行われる。ただし、この際、図５に示した支援装置のうちの全ての構成を用いる訳ではなく、また、各機能ブロックについてその使用方法が若干相違している。これについては、同図１４の処理手順の説明の際に指摘する。

この一連の処理においては、まず、ステップＳ２００において、単一の配線層（仮物理配線層）の配線を複数の実配線層の配線に変換するルールを仮物理配線層ルールとして定義する。

ここではまず、当該集積回路の製造時の制約等から用いることのできる最大の配線層数と、上記レイアウト設計の終了した集積回路の配線層数とが先の図５の入力部５０を通じて入力される。そして、これらの差に基づき、先の図５に示した回路変数算出部２０では、実配線層へと展開することのできる配線層数を決定する。例えば、上記最大の配線層数が「６」であり、上記レイアウト設計の終了した集積回路の配線層数が「５」である場合、１つの配線層についてこれを２つの実配線層へと展開することができる。また例えば、上記最大の配線層数が「６」であり、上記レイアウト設計の終了した集積回路の配線層数が「４」である場合、２つの配線層のそれぞれを２つの実配線層へと展開したり、或いは１つの配線層を３つの実配線層に展開したりすることができる。こうして展開される実配線層が決定されると、これに応じて、所定の配線を例えば先の図２〜図４、図１０、図１１、図１３に例示するような構成の配線へと展開する際の制約が定義される。
そして、回路変数算出部２０では、展開可能な実配線層数に基づき回路変数を算出する。

続くステップＳ２１０において、上記レイアウト設計の終了した集積回路の配線層のうち、配線の敷設態様の変更を許容する配線層を選択するとともに、これを仮物理配線層とする。なお、この特定の配線層を仮物理配線層とする旨の指示は、先の図５の入力部５０を通じて行われる。

続くステップＳ２２０においては、先の図５に示した回路変数決定部３２により、上記仮物理配線層の配線の回路変数を決定する。ここでは、タイミング等の設計制約を満たし、且つ仮物理配線層から実配線層への展開数を最小とする回路変数を決定する。

具体的には、例えば展開される実配線層数を、２層、３層という具合に段階的に増大させていきつつ、タイミング解析を行う。そして、タイミング違反が無くなった時点における回路変数を実現する実配線層を最終的に用いる実配線層として決定する。

なお、上記のように実配線層数を段階的に増加させていく代わりに、可能な全ての実配線層数に対応した各回路変数によるタイミング解析を全て行い、その結果に基づき回路変数を決定するようにしてもよい。

続くステップＳ２３０においては、先の図５に示した配線層展開部３４により、仮物理配線層の配線を上記ステップＳ２２０にて決定された回路変数を実現する実配線層の配線へと展開する。

次に、ステップＳ２４０では、ステップＳ２３０において修正の施された部分を有する集積回路のレイアウトの妥当性を確認する。ここでは、例えば上記タイミング制約に加えて、いくつかの製造時における制約等を考慮することが望ましい。

なお、こうした設計制約の考慮は、ステップＳ２１０やステップＳ２２０において考慮されるようにしてもよい。

そして、ステップＳ２４０において集積回路が妥当なものであると判断されると、ステップＳ２５０において、レイアウトデータに基づいて上記マスク算出部４０では、マスクデータを作成する。

なお、仮物理配線層の配線を複数の実配線層の配線に変換することで得られたレイアウトデータに対して更にタイミング変更を行う場合には、変換された配線を変換前の配線に逆変換することによって対処することもできる。したがって、こうしたレイアウトデータに対しては、実配線層数の増大のみならず、同実配線層数の低減によるタイミング調整も可能となる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第２の実施形態における上記（１）〜（３）及び（６）、（７）に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（８）レイアウトの終了した集積回路についての配線の敷設態様の変更を許容する配線層を仮物理配線層とし、この仮物理配線層の配線による電気的な接続を複数の実配線層の配線にて実現することを考えるようにした。このためレイアウト設計の終了した集積回路の回路特性の調整を簡易に行うことができる。

（第４の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第４の実施形態について、先の第１及び第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第１及び第２の実施形態では、仮物理配線層を用いたレイアウト設計の後、所定の仮物理配線層を実配線層へと展開するようにし、且つこの展開は、論理回路部２の全領域において共通であった。これに対し、本実施形態では、仮物理配線層を用いた自動配置配線ツールによるレイアウト設計の後、同自動配置配線ツールにてレイアウト設計のなされた領域（先の図１の論理回路部２）を複数に分割し、分割された各区画毎に各別に実配線層への展開を可能とする。

すなわち、上記論理回路部２の全領域に渡って上記展開を一律に行った際には、各仮物理配線層の全ての領域に渡って略均一に配線が敷設されるとは限らず、配線の敷設されない領域が形成される可能性がある。これに対し、本実施形態では、各区画毎に、仮物理配線層の配線による電気的な接続を複数の実配線層の配線にて実現することを考慮する際、同実配線層への展開として配線の敷設されない領域を利用することを併せて考慮することができる。したがって、レイアウト設計による冗長性を緩和しつつ、仮物理配線層を用いたレイアウトの回路特性を改善することが可能となる。

図１５に、本実施形態で用いる設計支援装置の全体構成を示す。図１５においては、先の図５に示した設計支援装置と同一の機能を有する部材については便宜上同一の符号を付している。

図１５においては、区画設定部４２が備えられている。この区画設定部４２は、上記区画の設定のみならず、実配線層への展開態様が異なる隣接する区画間に結合領域を設定し、両区間の電気的な結線をも行う。この区画設定部４２も、上記各処理に関するプログラムを記憶する半導体メモリやハードディスク装置等からなる記憶装置とコンピュータとを備えて構成されている。

ここで、こうした設計支援装置を用いて行われる本実施形態にかかるレイアウト設計の処理手順について、図１６を用いて詳細に説明する。

この一連の処理においては、まず、ステップＳ３００において、先の図６に示したステップＳ１００同様、セルの自動配置の後に自動配線ツールを用いて結線を行う際に用いる配線層として仮物理配線層を定義する。ただし、本実施形態では、展開可能な実配線層の数は、上記製造時の制約等から決まる最大の配線層数に基づいて決定するものの、この数は同最大の配線層数と上記仮物理配線層の数との差には必ずしも対応させず、これよりも多い数とすることが望ましい。

続くステップＳ３１０では、上記ステップＳ３００にて定義された仮物理配線層を用いてレイアウト設計を行う。

こうしてレイアウト設計が終了すると、ステップＳ３２０において、当該集積回路において上記自動配置配線ツールによりレイアウト設計のなされた領域を先の図１５に示した区画設定部４２により小区画に分割する。すなわち、例えば図１７（ａ）に例示するように、論理回路部２を複数の矩形状の区画（図中、ａ〜ｔ）に分割する。

続くステップＳ３３０では、上記結線の終了した集積回路について、上記回路変数決定部３２により、それら各結線にかかる配線の回路変数を上記各区画毎に決定する。ここでは、タイミング等の設計制約を満たし、且つ上記仮物理配線層から実配線層への展開数を最小とする回路変数を決定する。

この際、本実施形態では、上記回路変数決定部３２において、上記各区画内の配線の敷設されていない配線層数を検出する。そして、配線の敷設されていない配線層数の多い区画を優先的に実配線層への展開を行う区画とする。すなわち例えば、仮物理配線層の数が「５」であり、そのうち先の図１７に示した区画ａでは配線の敷設されている配線層数が「３」であり、区画ｃでは配線の敷設されている配線層数が「５」であるとすると、区画ｃよりも区画ａにおいて優先的に実配線層への展開を行うようにする。特に、この例の場合、区画ａにおいては「２」つの配線層に配線が敷設されていないため、ステップＳ３１０におけるレイアウト設定の終了時には、この区画ａの２つの配線層が冗長となっている。このため、この冗長なスペースを有効利用して集積回路全体としての回路特性を調整する。このようにすることで、集積回路の配線層数の増大を極力抑制することができる。

具体的には、例えばまず仮物理配線層を実配線層へと展開しない場合の回路変数にてタイミング解析部３０によってタイミング解析を行い、タイミング違反の有無を解析する。そして、上記回路変数によってはタイミング違反箇所が生じる場合には、所定の区画における所定の仮物理配線層の配線を実配線層の配線に変換した場合に得られる回路変数を用いて再度タイミング解析を行う。この際、変換を行う区画の数は、段階的に増加させていくことが望ましい。また、展開される実配線層数は、２層、３層という具合に段階的に増大させていくことが望ましい。

そして、タイミング違反が無くなった時点における回路変数を実現する実配線層を最終的に用いる実配線層として決定する。

続くステップＳ３４０では、上記配線層展開部３４により、上記決定された回路変数に基づき各小区画毎に仮物理配線層の配線を実配線層の配線へと変換する。

次に、ステップＳ３５０では、区画設定部４２にて、実配線層への展開態様が異なる隣接する区画間に結合領域を設定する。すなわち、実配線層への展開がなされると、実配線層への展開態様が異なる隣接する区画間は、上記ステップＳ３１０のレイアウト設計時の結線状態をそのままでは維持することができないものとなる。そこで、こうした隣接する区画間に結合領域を設定するようにする。

詳しくは、まず図１７（ｂ）に示すように、実配線層への展開態様が異なる区画間の境界を抽出する。これにより、実配線層への展開態様が同一の領域を単位とする新たな区画が定義されることとなる。同図１７（ｂ）においては、先の図１７（ａ）に示した区画ａ、ｂ、ｆ、ｇが新たな区画Ｄと、区画ｃ、ｄ、ｅ、ｈ、ｉ、ｊ、ｍ、ｎ、ｏが新たな区画Ｃと、区画ｋ、ｌ、ｐ、ｇが新たな区画Ａと、区画ｒ、ｓ、ｔが新たな区画Ｂとそれぞれ定義されている。

こうした新たな区画内においては、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、上記ステップＳ３４０における実配線層への展開が同一となる。具体的には、図１８（ｂ）においては、新たな区画Ａにおいて、仮物理配線層Ｋが実配線層Ｋ（１）、Ｋ（２）に展開され、仮物理配線層Ｋ＋１が実配線層Ｋ＋１（１）、Ｋ＋１（２）に展開され、仮物理配線層Ｋ＋２が実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）に展開されている。また、新たな区画Ｂにおいては、仮物理配線層Ｋ＋２が実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）に展開されている。ちなみに、図１８（ａ）〜図１８（ｄ）において、図中、横方向がＸ方向であり、縦方向がＺ方向である。そして、図中、かっこ内のＸ及びＹは、それぞれ配線の敷設方向がＸ方向及びＹ方向であることを示す。また、図中、実配線層のハッチングは、展開前の仮物理配線層のハッチングに一致させている。

そして、ステップＳ３５０においては、図１８（ｃ）に示すように、隣接する新たな区画の境界近傍を結合領域として定義する。この結合領域においては、上記ステップＳ３１０のレイアウト設計における結線状態を維持するように、配線を形成する。なお、この図１８（ｃ）においては、結合領域における各配線層のハッチングは、その配線層によって結線状態が維持される仮物理配線層のハッチングと一致させている。

図１８（ａ）における仮物理配線層Ｋと仮物理配線層（Ｋ＋２）とにおいては、上記新たな区画Ａ及び新たな区画Ｂ間の境界を跨ぐようにしてこれら区画Ａ及び区画Ｂを結線する配線が敷設されている。これに対して、仮物理配線層Ｋ＋１では、配線の敷設方向がＹ方向であり、上記新たな区画Ａ及び新たな区画Ｂ間の境界線と平行となっている。したがって、結合領域においては、これら仮物理配線層Ｋと仮物理配線層（Ｋ＋２）に対し新たな区画Ａと新たな区画Ｂとの結線状態を維持するように配線を敷設する。換言すれば、新たな区画Ａにおける実配線層Ｋ（１）及び実配線層Ｋ（２）の配線と、新たな区画Ｂにおける実配線層Ｋの配線とによって、新たな区画Ａと新たな区画Ｂとを結線する。また、新たな区画Ａにおける実配線層Ｋ＋２（１）及び実配線層Ｋ＋２（２）の配線と、新たな区画Ｂにおける実配線層Ｋ＋２（１）及び実配線層Ｋ＋２（１）の配線とによって、新たな区画Ａと新たな区画Ｂとを結線する。

このように仮物理配線層における配線の結線状態を維持する結合領域の構造として、本実施形態では、隣接する区画間で同一の仮物理配線層から展開された実配線層が連続的につながるような構造を採用する。すなわち、図１８（ｃ）に示すように、新たな区画Ａの実配線層Ｋ（１）、Ｋ（２）と新たな区画Ｂの実配線層Ｋとを連続的につなげるべく、結合領域にＸ方向の配線層（図中、１層目）を設けている。また、新たな区画Ａの実配線層Ｋ＋１（１）、Ｋ＋１（２）と新たな区画Ｂの実配線層Ｋ＋１とを連続的につなげるべく、結合領域にＹ方向の配線層（図中、２層目、３層目）を設けている。更に、新たな区画Ａの実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）と新たな区画Ｂの実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）とを連続的につなげるべく、結合領域にＸ方向の配線層（図中、４層目、５層目）を設けている。

なお、図１８（ｃ）においては、結合領域と同結合領域に隣接する区画との結線を許可しない領域に×印を付した。これは、結合領域を設定する際に、結線を許可しない領域として区画設定部４２により設定されるものである。

また、結合領域の設定態様としては、例えば区画領域を跨ぐ配線を有する仮物理配線層についてのみ、これを実配線層へ展開したものが連続的につながるようにしてもよい。すなわち、例えば先の図１８において、新たな区画Ａの実配線層Ｋ＋１（１）、Ｋ＋１（２）と新たな区画Ｂの実配線層Ｋ＋１とを連続的につなげるような結合領域の設定については、仮物理配線層Ｋ＋１で区画間を跨ぐＸ方向の配線敷設を持たないものとしてこれを設けなくてもよい。このように隣接する区画間を跨ぐ配線の有無を考慮して結合領域の配線構造を定めることで、結合領域において許容される配線構造の自由度を増大させることができる。このため、配線の敷設に関しての制約のうち結合領域の構造からの制約を低減することができ、要求される配線の回路特性を容易に実現することができるようになる。

続くステップＳ３６０においては、ステップＳ３１０のレイアウト設計によって得られた電気的な接続を維持するようにして上記新たな区画間を電気的に接続する。この結合領域を用いた上記新たな区画間の電気的な接続態様は、図１８（ｄ）に例示されるようなものとなる。この図１８（ｄ）に示すように、新たな区画Ａにおいて２層に展開された実配線層Ｋ（１）、Ｋ（２）の配線が結合領域を介して新たな区画Ｂにおける実配線層Ｋの配線と接続される。また、新たな区画Ａにおいて２層に展開された実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）の配線が結合領域を介して新たな区画Ｂにおいて２層に展開された実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）の配線と接続される。

なお、図１８では、結合領域における配線の展開構造を１つとしているが、こうした構造では、隣接する区画間の仮物理配線層の配線の結線状態を満たすことができない場合や回路特性の観点から、同展開構造を複数としてもよい。すなわち、例えば図１９（ａ）に示す仮物理配線層の配線を、図１９（ｂ）に示す実配線層の配線に変換する場合、図１９（ｃ）に示すような結合領域を設定してもよい。これにより、図１９（ｄ）に示すように、新たな区画αの実配線層Ｋ（１）、Ｋ（２）、Ｋ（３）の配線と新たな区画βの実配線層Ｋの配線とが接続される。また、新たな区画αの実配線層Ｋ＋２の配線と新たな区画βの実配線層Ｋ＋２（１）、Ｋ＋２（２）の配線とが接続される。

いずれにせよ、こうした結合領域を用いることで、隣接する区画間の結線に際して、当該集積回路の基板面への投影が直線上にあって且つ配線層を乗り換えるようにして設けられる配線を用いることができる。したがって、これら隣接する区画間の結線を好適に行うことができる。

こうして結合領域を用いた区画間の結線の後、先の図１６に示すステップＳ３７０において、先の図６のステップＳ１４０と同様、集積回路の妥当性の確認をする。更に、ステップＳ３８０では、先の図１６に示すステップＳ１５０と同様、マスクデータを作成し、この一連処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１及び第２の実施形態における上記（１）〜（３）及び、（５）〜（７）の効果に加えて以下の効果が得られるようになる。

（９）仮物理配線層を用いた配置配線のなされた後、各区画単位で配線の敷設されていない仮物理配線層を削除することで、冗長なスペースを縮小することができる。そして、各区画毎に、仮物理配線層の配線による電気的な接続を複数の実配線層の配線にて実現することを考慮することで、論理回路部２の全領域に渡って展開態様を同一とした場合と比較してより冗長性の緩和された適切な配線を実現することが可能となる。

（１０）当該集積回路の基板面への投影が直線上にあって且つ配線層を乗り換えるようにして設けられる配線を有する結合領域を隣接する区画の境界近傍に設定した。これにより、隣接する区画間の結線を好適に行うことができるようになる。

（第５の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第５の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、仮物理配線層の配線を実配線層の配線へと展開する際には、先の図２〜図４、図１０及び図１１に示したものに限らず、例えば図２０に例示するような構造を有する配線を更に用いる。

図２０（ａ）は、１層の仮物理配線層を３層の実配線層へと展開した際に、同実配線層のうち、第１層目及び第３層目にそれぞれ配線Ｌｇ１及び配線Ｌｇ２を設けると共に、中間の第２層目には配線を設けない例を示す。更に、図２０（ａ）は、実配線層間のコンタクトをとるビアホール及び該ビアホール内に形成されるプラグの形状が任意でよい旨を例示すべく、配線Ｌｇ１及び配線Ｌｇ２間を接続するプラグｐｇ１０、プラグｐｇ１１が例示されている。

また、図２０（ｂ）には、互いに隣接した実配線層の配線Ｌｈ１〜Ｌｈ３が、互いに平行に設けられて且つ複数の箇所でビアホール内のプラグｐｇ１２〜ｐｇ１６により互いに電気的に接続されている配線について、同ビアホールの配置態様を例示している。この図２０（ｂ）において、配線Ｌｈ１の端部Ｌから端部Ｒへと信号を伝搬させる際には、プラグｐｇ１４による配線Ｌｈ１及び配線Ｌｈ２の接続箇所からプラグｐｇ１２による配線Ｌｈ１及び配線Ｌｈ２の接続箇所までは、上記信号が配線Ｌｈ１及び配線Ｌｈ２のそれぞれを介して伝搬する。更に、プラグｐｇ１６による配線Ｌｈ２及び配線Ｌｈ３の接続箇所からプラグｐｇ１５による配線Ｌｈ２及び配線Ｌｈ３の接続箇所までは、上記信号が更に配線Ｌｈ３を介して伝搬する。したがって、これらプラグによる配線Ｌｈ１〜Ｌｈ３の接続箇所によって端部Ｌから端部Ｒへと信号が伝搬する際の伝搬経路の抵抗値を調整することができる。

また、図２０（ｃ）には、互いに隣接した実配線層に設けられる配線Ｌｉ１〜Ｌｉ３が、配線Ｌｉ１の端部Ｌから配線Ｌｉ３の端部Ｒへ信号を伝搬させる際に、互いに電気的に直列となるようにして接続されている。ここでは、仮物理配線層を用いたレイアウト時に敷設される配線長が配線Ｌｉ３の配線長であった場合を想定しており、実配線層へと展開されたときの配線Ｌｉ１及び配線Ｌｉ２の配線長は、仮物理配線層の配線の配線長と異なっている。そして、この配線長によって端部Ｌから端部Ｒへと信号が伝搬する際の信号の伝搬経路の抵抗値を調整することができる。

更に、図２０（ｄ）には、先の図４に示す場合において、電位固定される配線Ｌｊ１とコンタクトホールを介して接続される配線Ｌｊ２の配線長が、同配線Ｌｊ１の配線長と異なっている場合を示している。こうした構成を有する配線を先の図４に例示するように隣接させることで、これら隣接する配線間の容量を調整することができる。

加えて、図２０（ｅ）には、複数の配線層へと展開された各実配線層の配線Ｌｋ１、Ｌｋ２がそれぞれ異なる配線幅を有する場合を示している。なお、こうした配線Ｌｋ１、Ｌｋ２は、例えば先の図２〜図４や、先の図１０、図１１、図１３に示す第（ｎ＋１）層目の配線と第ｎ層目の配線としてもよい。

更に、本実施形態では、仮物理配線層に基づいて、結線を全て完了させる詳細配線よりもその演算負荷の小さな結線処理である仮の結線を行い、同仮の結線に基づき配置の最適化や配線経路の最適化を図る。そして、その後、仮物理配線層から実配線層への展開を行う。なお、本実施形態では、上記仮の結線についても、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づいて行う。
以下、図２１を用いて、本実施形態にかかる集積回路の設計手順について詳述する。

この一連の処理においては、まずステップＳ４００において、先の図１６に示したステップＳ３００と同様、仮物理配線層を定義する。

続いて、ステップＳ４１０では、仮物理配線層に基づいて、上記自動配置部２２により機能セルの自動配置を行うとともに自動配線部２４により仮の結線を行う。この仮の結線としては、結線を所望する２点間を直線で結ぶスタイナー配線や、例えば予め設けられた制限時間内のトライアンドエラーにより行うなどする上記詳細配線よりも演算負荷の少ないグローバル配線等がある。なお、これらにおいては、例えば配線のショート等を許容するようにしてもよい。また、これらの処理における回路変数の見積もりは、所定の仮物理
配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に実現されるものを考慮して行う。

続くステップＳ４２０においては、先の図１６のステップＳ３２０と同様、当該集積回路において上記自動配置配線ツールによりレイアウト設計のなされた領域を先の図１５に示した区画設定部４２により小区画に分割する。

続くステップＳ４３０では、上記結線の終了した集積回路について、上記回路変数決定部３２により、それら各結線にかかる配線の回路変数の上限値及び下限値を上記各区画毎に決定する。すなわち、本実施形態では、先の図２０に例示するような配線構造を可能とするために、実配線層の数が決定されたとしても、回路変数は一義的に定まらず、その上限値及び下限値が定まる。ここでは、タイミング等の設計制約を満たし、且つ上記仮物理配線層から実配線層への展開数を最小とする回路変数を決定する。

なお、上記タイミングの設計制約を満たすか否かの検証については、仮の結線の行われたレイアウトデータに基づき上記タイミング解析部３０によりタイミング解析を行う際、次のことに注意する。

すなわち、上記グローバル配線においては、例えば上述したように配線のショート等が許容されている。このため、例えば隣接配線間のカップリング容量を考慮しつつタイミング解析を行う際には、例えば、これらショートしている配線間の間隔が、配線の敷設間隔として許容される最小の間隔（単位間隔）であるとしてタイミング解析を行うようにする。

また、スタイナー配線の場合、所望する２カ所間を直線で結線するため、実際の配線の引き回しと直接対応したものとなっていない。このため、例えばスタイナー配線の終了後の結線態様から、例えば配線混雑度が大きいほど隣接配線間のカップリング容量を大きく設定するなどしてタイミング解析を行う。

こうしてステップＳ４３０において回路変数が決定されると、ステップＳ４４０に移行する。このステップＳ４４０では、上記区画設定部４２により、各区画毎に仮物理配線層の配線を実配線層へ展開する際に、展開態様の異なる区画間の境界を抽出し、これら区画間を結合する結合領域を設定する。

続くステップＳ４５０では、上記ステップＳ４３０、ステップＳ４４０に示す処理による見積もりから取得される情報に基づき自動配置部２２により、配置の微調整を行う。すなわち、ステップＳ４３０において、各小区画において配線の敷設に使用できる仮物理配線層数が決定されている。また、ステップＳ４４０においては、実配線層への展開が異なる隣接する区画間の結合態様が設定されている。このため、これらの情報に基づき、ステップＳ４１０によって得られた配置を更に微調整する。なお、この際には、ステップＳ４３０にて決定された回路変数の上限値及び下限値の範囲で最適な配置となるような微調整を行う。

続くステップＳ４６０では、仮物理配線層に基づいて集積回路の全ての箇所を結線する詳細配線を行い、更に、この詳細配線によって得られた配線を実配線層の配線へと展開する。ここで、詳細配線は、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づいて行われる。この詳細配線は、上記ステップＳ４１０によってなされた仮の結線がグローバル配線である場合には、これを利用するようにすることが望ましい。また、これに代えて、再度仮の結線による見積もりを行いつつ回路変数の調整を
行うようにしてもよい。ただし、この場合、回路変数の調整は、上記ステップＳ４３０で決定された回路変数の上限値及び下限値の範囲内とすることが望ましい。そして、この詳細配線の後、上記タイミング解析部３０によりタイミング解析を行うことで、最終的な回路変数を決定する。

そして、最終的な回路変数が決定されると、上記配線層展開部３４では、これに基づいて仮物理配線層の配線を実配線層の配線へと展開する。換言すれば、仮物理配線層の配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する。ただし、この際、図２０に例示する配線構造を許容するために、実配線層上の配線は、仮物理配線層の配線を実配線層へ単に投影した領域と必ずしも一致しない。

そして、ステップＳ４７０においては、上記ステップＳ４６０の詳細配線による仮物理配線層の電気的な接続を維持するように結合領域を用いて区画間を電気的に接続する。

具体的には、上記ステップＳ４４０の結合領域の設定やこれに基づくステップＳ４７０の処理は、図２２に示すようにして行うことが望ましい。

図２２（ａ）は隣接する区画Ａと区画Ｂとで配線の敷設されている仮物理配線層数が異なる場合について、その仮物理配線層における配線の敷設態様を、また図２２（ｂ）は実配線層への展開態様を示している。そして、先の図１８に示した区画間の結合手法に加え、図２２（ｃ）では、隣接する区画Ａ及び区画Ｂの同一の実配線層における配線の敷設方向が区画Ａ及び区画Ｂで互いに同一である場合に、直接結合可能として区画境界部にて結合可能な仮物理配線層同士を新たに定義する。また、上記ステップＳ４７０における処理においては、上記ステップＳ４６０により隣接する区画間を跨って結線のなされている配線層については、展開した実配線層においても結線関係を維持するようにする。こうして、ステップＳ４７０における処理により、図２２（ｄ）に例示するように、上記結合領域を用いて隣接する区画Ａ及び区画Ｂ間の結線が行われる。

このように、同一の実配線層における配線の敷設方向が同一である場合に、新たに結合領域において結合可能とすることで、異なる実配線層を経由した接続を低減することができる。すなわち、例えば図２２（ａ）において、区画Ａには配線の敷設されている仮物理配線層は、仮物理配線層Ｋ〜Ｋ＋２のみであり、これは区画Ｂについての配線の敷設されている仮物理配線層である仮物理配線層Ｋ〜Ｋ＋４とは異なる。このため、例えば区画Ａの仮物理配線層Ｋ＋２と区画Ｂの仮物理配線層Ｋ＋４とが電気的に接続されるべき関係にある配線を有していた場合には、仮物理配線層を用いたレイアウトにおいては、他の配線層や層間絶縁膜を経由して接続することとなる。しかし、実配線層においては、図２２（ｄ）に示すように、これら区画Ａの仮物理配線層Ｋ＋２に対応する実配線層Ｋ＋２（２）と区画Ｂの仮物理配線層Ｋ＋４に対応する実配線層Ｋ＋４とは互いに同一の層で接続することとなる。

ただし、こうした結合領域を用いた区画Ａ及び区画Ｂ間の結線においては、隣接する区画間を跨って結線のなされている仮物理配線層の配線については、展開した実配線層の配線においても結線関係を維持するとの条件をはずしてもよい。以下、これについて、図２３に例示する。

すなわち、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、先の図２２（ａ）及び図２２（ｂ）と同一の状況を示している。そして、図２３（ｃ）においては、隣接する区画Ａ及び区画Ｂの同一の実配線層であって、且つ配線の敷設方向が同一であるとともに区画Ａ及び区画Ｂの境界に直交する配線層でのみ区画Ａ及び区画Ｂ間の結線を許可する。そして、上記ステップＳ４７０における処理によって、図２３（ｄ）に例示するように、上記結合領域を用いて隣接する区画Ａ及び区画Ｂ間の結線が行われる。ただし、ここでは、図２３（ａ）に示した区画Ａの仮物理配線層Ｋ＋２と区画Ｂの仮物理配線層Ｋ＋２との接続は維持されていない。

こうして隣接する区画間の結線が行われると、ステップＳ４８０及びステップＳ４９０では、先の図１６のステップＳ３７０及びステップＳ３８０と同様の処理を行い、この一連の処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第４の実施形態の上記各効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。

（１１）各実配線層の配線Ｌｈ１〜Ｌｈ３が、互いに平行に設けられて且つ複数の箇所でビアホール内のプラグｐｇ１２〜ｐｇ１６により互いに電気的に接続されている配線について、同ビアホールの配置態様を任意に設定可能とした。これにより、端部Ｌから端部Ｒへと信号が伝搬する際の伝搬経路の抵抗値を調整することができる。

（１２）仮物理配線層の配線の配線長と実配線層へと展開した配線の配線長とを異ならしめることを許容した。これにより、配線長によって抵抗値や配線間容量を調整することができる。

（１３）１つの仮物理配線層から展開された実配線層間で配線幅が異なることを許容した。これにより、抵抗値や配線間容量を調整することができる。

（１４）仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提としつつ仮物理配線層に基づいて配置配線を行うことにより、配置及び配線経路をより適切とするレイアウト設計を行うことができる。

（第６の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第６の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第４の実施形態では、仮物理配線層を用いて配置及び結線を行った後、集積回路の基板面に対する投影が複数に分割された各区画毎に、仮物理配線層から実配線層への展開を行った。すなわち、集積回路を平面的な区画に分割し、これを単位として実配線層への展開を行った。

これに対し、本実施形態では、集積回路を平面的な区画に分割するのみならず、更に、いくつかの仮物理配線層を単位とする垂直方向に対する分割をも行う。図２４に本実施形態にかかる集積回路の区画への分割態様を例示する。この図２４においては、仮物理配線層Ｋ〜仮物理配線層Ｋ＋７を有する上記論理回路部２の分割態様を例示している。

ここで、図２４（ａ）は、論理回路部２のうち仮物理配線層Ｋ〜Ｋ＋４の分割態様を示す。そして、論理回路部２のうち残りの仮物理配線層Ｋ＋５〜Ｋ＋７は、図２４（ｂ）に示す区画ｕと、図２４（ｃ）に示す区画ｖと、図２４（ｄ）に示す区画ｗとにそれぞれ分割される。このように、本実施形態では、仮物理配線層Ｋ＋５と仮物理配線層Ｋ＋６と仮物理配線層Ｋ＋７とが、それぞれ分割された１つの区画を構成している。

こうした構成において、仮物理配線層Ｋ〜Ｋ＋４については、先の図１４に示した一連の処理において、先の図１７及び図１８に示した態様にて各処理が行われることとなる。

一方、仮物理配線層Ｋ＋５〜Ｋ＋７については、先の図１４のステップＳ２２０の処理によって決定された回路変数に基づき、ステップＳ２３０の処理において図２４（ｅ）及び図２４（ｆ）に例示するように仮物理配線層から実配線層への展開を行う。なお、この仮物理配線層から実配線層への展開により生成される配線は、先の図２〜図４等に例示したように、展開される各実配線層上の配線形成のマスクが同一となるものとすることが望ましい。

このように本実施形態によれば、いくつかの仮物理配線層を単位として区画を構成し、同区画毎に回路特性の調整を行うようにするために、より適切や回路調整を行うことができるようになる。すなわち、例えば集積回路の最上層の配線は、その配線長が長くなる傾向にあるため配線抵抗の増大が顕著となるが、この仮物理配線層の配線を例えば先の図２に示す配線に変換することで、その抵抗値を好適に抑制することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第４の実施形態の各効果に加えて更に以下の効果が得られるようになる。

（１５）仮物理配線層から実配線層への展開の単位となる区画を、集積回路の基板面と平行な面における２次元的な分割として構成するのみならず、いくつかの仮物理配線層を単位とする分割としても構成した。これにより、集積回路の回路特性を一層好適に調整することができる。

（第７の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第７の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第１の実施形態では、一旦仮物理配線層を用いて結線を行った後、これを実配線層へ展開するようにした。これに対し、本実施形態では、仮物理配線層及びこれを展開した実配線層を予め定めておいて、自動配線ツールによる結線を行う。すなわち、電気的特性の調整が所望される配線の敷設領域の上層又は下層に対応して自動配線ツールによる結線を禁止する禁止領域を設けて結線を行う。そして、その後、禁止領域を用いて上記所定の配線を、先の図２〜４、図１０、図１１、図２０等に例示した配線と同様の構造を有する配線に変換する。尚、配線禁止領域は、ビア形成の許可・禁止などの特徴を持たせることで、配線経路と、配線構造の形成の自由度を制御することが可能である。
以下、これについて、図２５〜図２８を用いて説明する。

図２５は、本実施形態にかかる集積回路の設計手順を示すフローチャートである。なお、この設計手順は、先の図５に示した設計支援装置を用いて行われる。

この一連の処理においては、まずステップＳ５００において、上記自動配置部２２において、回路設計の終了した機能セルの自動配置が行われる。

続くステップＳ５１０においては、配線抵抗や配線間の容量等、配線の電気的な特性の調整を所望する所定の配線の敷設領域の上層又は下層に自動配線ツールによる結線を禁止する禁止領域を設ける。ここで、所定の配線は、例えばバス配線やクロック配線とすることが望ましい。また、上記所定の配線の敷設領域の上層又は下層の配線層としては、所定の配線の敷設される配線層に隣接する配線層であることが望ましい。

具体的には、この禁止領域は、例えば、上記設計仕様格納部１２の回路情報等を用いてバス配線やクロック配線等、上記所定の配線を特定し、これに基づき、上記入力部５０を通じて上記自動配線部２４に禁止領域を通知するなどして行えばよい。

続くステップＳ５２０においては、自動配線部２４において、上記禁止領域を回避するかたちで各機能セル間の結線を行う。

こうして各機能セル間の結線が行われると、ステップＳ５３０において、回路変数決定部３２により、回路変数の決定が行われる。これは、例えば次のようにして行えばよい。すなわちまず、上記所定の配線を、先の図２〜４、図１０、図１１、図２０等に例示した構造を有する２層の配線層に跨る配線に変換した場合の回路変数の取り得る値を上記回路変数算出部２０により算出する。そして、同回路変数算出部２０にて算出された回路変数に基づき、タイミング解析部３０によりタイミング解析を行う。そして、このタイミング解析部３０の解析結果に基づき、設計制約を満たす回路変数を決定する。

続くステップＳ５４０では、決定された回路変数に基づき、上記配線層展開部３４により、禁止領域へ配線を展開する。そして、ステップＳ５５０、Ｓ５６０において、先の図６に示したステップＳ１４０、Ｓ１５０の処理と同様の処理を行う。

例えば、図２６（ａ）〜図２６（ｃ）は、仮物理配線層Ｋを展開する複数の実配線層Ｋ（３）〜Ｋ（１）を示す。

これら実配線層Ｋ（３）〜Ｋ（１）には、自動配線ツールによる配線に先立ち、仮物理配線層を展開する領域として禁止領域が設定されている。すなわち、図２６（ａ）に示す実配線層Ｋ（３）には配線禁止領域ＤＡ１が設定され、図２６（ａ）に示す実配線層Ｋ（２）には禁止領域ＤＡ２，ＤＡ３，ＤＡ４が設定され、図２６（ａ）に示す実配線層Ｋ（１）には禁止領域ＤＡ５が設定されている。なお、図２６（ｂ）に示す禁止領域ＤＡ４は、配線及び貫通ビア（当該配線層を貫通して当該配線層の上層と下層の配線を接続するビアホール）の形成（自動配置）を禁止する領域であり、他の禁止領域ＤＡ１，ＤＡ２，ＤＡ３，ＤＡ５は配線を禁止するが貫通ビアの形成は許可する領域である。また、図２６（ａ）に示すように、実配線層Ｋ（３）には所定の配線Ｌ１１，Ｌ１２が、図２６（ｃ）に示すように、実配線層Ｋ（１）には所定の配線Ｌ１３，Ｌ１４が敷設されている。

図２７（ａ）〜（ｃ）及び図２８（ａ）〜（ｃ）は、結線後に仮物理配線層Ｋを展開した実配線層Ｋ（３）〜Ｋ（１）を示す。ここでは、仮物理配線層Ｋの配線Ｌ１１が、決定された回路変数に基づき実配線層Ｋ（２）及び実配線層Ｋ（３）の配線Ｌ１１ａ，Ｌ１１ｂ及びプラグＰ１１ａ，Ｐ１１ｂに展開されている。また、仮物理配線層Ｋの配線Ｌ１４が、決定された回路変数に基づき実配線層Ｋ（１）及び実配線層Ｋ（２）の配線Ｌ１４ａ，Ｌ１４ｂ，Ｌ１４ｃ及びプラグＰ１２ａ，Ｐ１２ｂに展開されている。

以上説明した本実施形態によっても先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果や、先の第２の実施形態の上記（６）、（７）の効果、先の第５の実施形態の上記（１１）〜（１３）の効果と同様の効果を得ることができる。

（第８の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第８の実施形態について、上記第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態にかかる半導体集積回路では、上記論理回路部２に、更に図２９に示す配線を備える。図２９（ａ）は、上記論理回路部２の備える配線の回路図を示す。同図２９（ａ）では、信号伝搬用の配線Ｌｍ１が、電源電位及び接地電位にて電位の固定された配線Ｌｍ２、Ｌｍ３にてシールドされている。

この図２９（ａ）の回路図に対応する配線構造を、図２９（ｂ）〜図２９（ｅ）に示す。図２９（ｂ）及び図２９（ｃ）は、それぞれ第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層における上記配線Ｌｍ１〜Ｌｍ３の平面図である。ここでは、各配線層の表面をｘ方向及びｙ方向にて規定される平面とするとともに、配線の敷設方向をｘ方向としている。また、図２９（ｄ）及び図２９（ｅ）は、それぞれ配線Ｌｍ２及び配線Ｌｍ３の断面図である。ここでは、ｘｙ平面の法線方向をｚ方向としている。図２９（ｄ）及び図２９（ｅ）に示されるように、配線Ｌｍ２はプラグｐｇ１７を介して配線層の乗り換えを行っており、また、配線Ｌｍ３はプラグｐｇ１８を介して配線層の乗り換えを行っている。

このように、本実施形態では、第ｎ層目の配線層における信号伝搬用の配線Ｌｍ１をシールドする配線Ｌｍ２、Ｌｍ３が第（ｎ＋１）層目の配線層に乗り換えることで、信号伝搬用配線Ｌｍ１と配線Ｌｍ２との間の容量や、信号伝搬用配線Ｌｍ１と配線Ｌｍ３との間の容量を調整している。すなわち、図２９（ｃ）に示すように、配線Ｌｍ２、Ｌｍ３は、いずれも第ｎ層目において信号伝搬用の配線Ｌｍ１に隣接して敷設されており、且つ図２９（ｂ）に示されるように、途中で第（ｎ＋１）層目の配線層に乗り換えている。このため、これら配線Ｌｍ２、Ｌｍ３と配線Ｌｍ１との容量が低減されている。したがって、第ｎ層目に信号伝搬用の配線Ｌｍ１が敷設されている領域全てにおいて配線Ｌｍ２、Ｌｍ３を隣接させる場合と比較して、十分なシールド効果を得られる範囲で信号伝搬速度を高めることができる。

しかも、これら各配線Ｌｍ２、Ｌｍ３の乗り換え態様が互いに異なるため、第ｎ層目の配線層において、信号伝搬用の配線Ｌｍ１と電位の固定された配線Ｌｍ２、Ｌｍ３とが隣接する長さが配線Ｌｍ２と配線Ｌｍ３とで相違する構成となる。そして、図２９に示す例では、電源電位に固定された配線Ｌｍ２よりも接地電位に固定された配線Ｌｍ３の方が信号伝搬用の配線Ｌｍ１と隣接する長さが短くなっている。このため、信号伝搬用の配線Ｌｍ１を伝搬する信号は、信号の立ち上がり時間が立ち下がり時間と比較して相対的に高速化されることとなる。

このように、信号伝搬用の配線Ｌｍ１と電位の固定された配線Ｌｍ２、Ｌｍ３とが互いに隣接する領域を調整することで、信号伝搬用の配線Ｌｍ１の信号伝搬速度や信号波形を調整することができるようになる。

こうした配線構造を有する本実施形態にかかる集積回路も先の図６に示した設計手順によって設計することができる。すなわち、上記ステップＳ１１０において仮物理配線層を用いたレイアウト設計を行うことで、先の図２９（ａ）に示す回路から図３０（ａ）に示す配線のレイアウトデータを実現する。更に、上記ステップＳ１２０、Ｓ１３０において仮物理配線層の配線を実配線層の配線に変換することで、図２９（ｂ）〜図２９（ｅ）に示した配線のレイアウトデータを実現する。そして、上記ステップＳ１５０において、図３０（ｂ）〜図３０（ｄ）に示すマスクデータを生成する。ちなみに、図３０（ｂ）に示すマスクデータは第（ｎ＋１）層目の配線層のものであり、図３０（ｃ）に示すマスクデータは第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目間のビアホールのものであり、図３０（ｄ）に示すマスクデータは、第ｎ層目の配線層のものである。
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）及び（５）の効果や、先の第２の実施形態の上記（６）及び（７）の効果に加えて、更に以下の効果を得ることができる。

（１６）第ｎ層目の配線層における信号伝搬用の配線Ｌｍ１をシールドする配線Ｌｍ２、Ｌｍ３が第（ｎ＋１）層目の配線層に乗り換えることで、信号伝搬用配線Ｌｍ１と配線Ｌｍ２との間の容量や、信号伝搬用配線Ｌｍ１と配線Ｌｍ３との間の容量を調整することができる。

（第９の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第９の実施形態について、上記第８の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態にかかる半導体集積回路では、上記論理回路部２に、更に図３１に示す配線を備える。図３１（ａ）は、上記論理回路部２の備える配線の回路図を示す。同図３１（ａ）では、信号伝搬用の配線Ｌｍ１が、電源電位にて電位の固定された配線Ｌｎ２、Ｌｎ３と、接地電位にて電位の固定された配線Ｌｎ４、Ｌｎ５とによってシールドされている。

この図３１（ａ）の回路に対応する配線構造を、図３１（ｂ）〜図３１（ｅ）に示す。図３１（ｂ）及び図３１（ｃ）は、それぞれ第（ｎ＋１）層目の配線層及び第ｎ層目の配線層における上記配線Ｌｎ１〜Ｌｎ５の平面図である。ここでは、各配線層の表面をｘ方向及びｙ方向にて規定される平面とするとともに、配線の敷設方向をｘ方向としている。また、図３１（ｄ）及び図３１（ｅ）は、それぞれ配線Ｌｎ１及び配線Ｌｎ２及び配線Ｌｎ５の断面図である。ここでは、ｘｙ平面の法線方向をｚ方向としている。図３１（ｄ）に示されるように、配線Ｌｎ１はプラグｐｇ１９を介して配線層の乗り換えを行っている。また、図３１（ｅ）に示すように、配線Ｌｎ２はプラグｐｇ２０を介して隣接する２つの配線層に渡って形成されており、また配線Ｌｎ５はプラグｐｇ２１を介して隣接する２つの配線層に渡って形成されている。

ここで、第ｎ層目の配線層においては、各配線Ｌｎ２〜Ｌｎ５は、同一の長さになっており、配線Ｌｎ２、Ｌｎ５と配線Ｌｎ３、Ｌｎ４との間の配線敷設領域に、信号伝搬用の配線Ｌｎ１が敷設されている。一方、第（ｎ＋１）層目の配線層においては、電源電位にて電位の固定された配線Ｌｎ２、Ｌｎ３の長さと、接地電位にて電位の固定された配線Ｌｎ４、Ｌｎ５の長さとが互いに異なっている。したがって、信号伝搬用の配線Ｌｎ１が第（ｎ＋１）層目の配線層において、これら配線Ｌｎ２、Ｌｎ３や、配線Ｌｎ４、Ｌｎ５と隣接する長さは、互いに異なるものとなっている。

特に、図３１に示す例では、電源電位に固定された配線Ｌｎ２、Ｌｎ３よりも接地電位に固定された配線Ｌｎ４、Ｌｎ５の方が信号伝搬用の配線Ｌｎ１と隣接する長さが短くなっている。このため、信号伝搬用の配線Ｌｎ１を伝搬する信号は、信号の立ち上がり時間が立ち下がり時間と比較して相対的に高速化されることとなる。このように、信号伝搬用の配線Ｌｎ１と電位の固定された配線Ｌｎ２〜Ｌｎ５とが互いに隣接する領域を調整することで、信号伝搬用の配線Ｌｎ１の信号波形を調整することができるようになる。

こうした配線構造を有する本実施形態にかかる集積回路も先の図６に示した設計手順によって設計することができる。すなわち、上記ステップＳ１１０において仮物理配線層を用いたレイアウト設計を行うことで、先の図３１（ａ）に示す回路から図３２（ａ）に示す配線のレイアウトデータを実現する。更に、上記ステップＳ１２０、Ｓ１３０において仮物理配線層の配線を実配線層の配線に変換することで、図３１（ｂ）〜図３１（ｅ）に示した配線のレイアウトデータを実現する。そして、上記ステップＳ１５０において、図３２（ｂ）〜図３２（ｄ）に示すマスクデータを生成する。ちなみに、図３２（ｂ）に示すマスクデータは第（ｎ＋１）層目の配線層のものであり、図３２（ｃ）に示すマスクデータは第（ｎ＋１）層目及び第ｎ層目間のビアホールのものであり、図３２（ｄ）に示すマスクデータは、第ｎ層目の配線層のものである。

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）及び（５）の効果や、先の第２の実施形態の上記（６）及び（７）の効果、先の第８の実施形態の上記（１６）の効果を得ることができる。
（第１０の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・また、上記ステップＳ１４０、Ｓ２４０、Ｓ３７０、Ｓ４８０等において、タイミング等に十分な余裕があると判断された場合には、仮物理配線層から実配線層への展開とは、逆に、展開されている実配線層の配線層数を低減させる圧縮にかかる処理を行ってもよい。すなわち、例えば先の図２に示した実配線層の配線を、先の図７に示した配線へと圧縮変換するようにしてもよい。

・隣接する一対の配線について、その容量を増大させる構造としては、先の図４に例示したものに限らない。例えば、図３３に示すようなものであってもよい。

図３３（ａ）には、隣接する一対の配線（配線Ｌｏ１及び配線Ｌｏ２と配線Ｌｏ３及び配線Ｌｏ４）が、それぞれ複数の配線層の配線の並列接続にて構成されるとともに、これら複数の配線層は、一対の配線同士で共通となっている。ちなみに、配線Ｌｏ１及び配線Ｌｏ２間は、プラグｐｇ２２，ｐｇ２３によって互いに並列接続されている。また、配線Ｌｏ３及び配線Ｌｏ４間は、プラグｐｇ２４、ｐｇ２５によって互いに並列接続されている。そして、配線Ｌｏ１及び配線Ｌｏ３、配線Ｌｏ２及び配線Ｌｏ４は、互いに同一の配線層に形成されている。

図３３（ｂ）には、隣接する一対の配線（配線Ｌｐ１及び配線Ｌｐ２と配線Ｌｐ３及び配線Ｌｐ４）のそれぞれが、互いに平行に敷設されて且つ一端から他端への経路の当該集積回路の基板面への投影がオーバーラップするようにして互いに直列に接続される複数の配線層の配線から構成されている。ちなみに、配線Ｌｐ１及び配線Ｌｐ２間は、プラグＰｇ２６によって互いに直列に接続されている。また、配線Ｌｐ３及び配線Ｌｐ４間は、プラグＰｇ２７によって互いに直列に接続されている。そして、配線Ｌｐ１及び配線Ｌｐ３、配線Ｌｐ２及び配線Ｌｐ４は、互いに同一の配線層に形成されている。

更に、例えば先の図４において、配線Ｌｂ１又は配線Ｌｂ２のいずれか一方が配線Ｌａ１又は配線Ｌａ２と接続されない構成でもよい。この場合であれ、配線Ｌｂ１又は配線Ｌｂ２のうち、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌｂ１、Ｌｂ２と接続された方の配線については、片側がオープンとされたダミー配線とすることができる。そして、このダミー配線と接続された配線については、ダミー配線と隣接する配線との間の容量が付与されることとなる。このため、このダミー配線と接続される配線については、隣接する配線との間の容量を増大させることができるようになる。
なお、図３３における一対の配線は、
ａ．図３４（ａ）に示すように、集積回路の任意の２つの素子Ｅａ、Ｅｂの各特定の端子ｔａ、ｔｂ間を結線する配線Ｌ１。
ｂ．図３４（ｂ）に示すように、集積回路の任意の１つの素子Ｅｃの特定の端子ｔｃの電位を固定する配線Ｌ２。
の少なくとも一方からなるようにすることが望ましい。

なお、先の図２に示した配線も、図３４（ａ）に示すように、集積回路の任意の２つの素子Ｅａ、Ｅｂの各特定の端子ｔａ、ｔｂ間等、特定の２つの端子間を結線する配線であることが望ましい。

・更に、先の図２、図３、図４、図１０、図１１、図１３、図２０、図２９、図３１、図３３等に例示した配線構造についても、これら各図において例示したものに限らない。要は、互いに同一の経路方向を有するとともに該経路についての当該集積回路の基板面への投影が互いにオーバーラップする態様にてビアホールにて互いに接続された複数の配線層の配線によって構成される範囲で適宜変更してよい。
なお、こうした配線構造を有する配線は、
ａ．図３４（ａ）に示すように、集積回路の任意の２つの素子Ｅａ、Ｅｂの各特定の端子ｔａ、ｔｂ間を結線する配線Ｌ１。
ｂ．図３４（ｂ）に示すように、集積回路の任意の１つの素子Ｅｃの特定の端子ｔｃの電位を固定する配線Ｌ２。
ｃ．図３４（ｃ）に示すように、電位が固定されて且つ片側がオープンとされる配線Ｌ３。
ｄ．図３４（ｄ）に示すように、特定の素子Ｅｄの端子に接続されて且つ片側がオープンとされる配線Ｌ４。
の少なくとも一つの配線とすることが望ましい。

・上記各実施形態では、レイアウトデータに基づいてレイアウト設計が終了した後、これからマスクデータを作成するようにしたがこれに限らない。例えば、自動配置配線ツールによる配置や結線、実配線層への展開等をマスクデータを用いて行うようにしてもよい。
・上記第６の実施形態に例示する区画の分割を第５の実施形態にて用いてもよい。
・上記第２〜第４、第６の実施形態において、図２０に示す配線構造を採用してもよい。

・区画設定部４２による区画の設定態様は、先の図１７、図２４に例示したものに限らない。この区画は、矩形状に限らない。
・自動配置配線ツールを用いて設計される領域としては、論理回路部に限らない。

・上記第７の実施形態において、禁止領域は単一の配線層に設けるものに限らず、電気的特性の調整が所望される配線の敷設領域の上層及び下層の少なくとも一方からなる複数の層に自動配線ツールによる結線を禁止する禁止領域を設けて結線を行う。

・集積回路の設計にかかる手順としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、以下のものでもよい。

手順１：（ア）仮物理配線層を用いて従来手法で自動配置を行った後、仮物理配線層上で最終的な結線よりも演算負荷の少ない仮の結線を行うことで該仮物理配線層上での配線経路の見積もりを行う。ここでは、所定の仮物理配線層の配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づいて仮の結線を行う。（イ）該配線経路の見積もりに基づいて最終的な結線を行う。（ウ）上記配線経路の見積もりにかかる回路特性に基づき、前記前提とした変換を行う。

手順２：（ア）所定の仮物理配線層の配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づいて配置を行う。（イ）仮物理配線層を用いて従来の配線手法で集積回路の各箇所の結線を行う。（ウ）前記仮物理配線層のうちの所定の配線層の配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する。

・先の図１６に示したステップＳ３１０のレイアウト設計に際しては、配置の終了後、当該集積回路が複数の領域に分割されて且つ該領域毎に配線の敷設についてのコストが定義された条件下、同コストを低減するようにして集積回路の各箇所の結線を行うものとしてもよい。

これにより、例えば高速性が要求される領域等、実配線層への展開を行うことで回路変数の調整が特に所望される領域については、コストを大きくするような定義をすることで、同領域において配線の敷設に使用される仮物理配線層数を低減させることができる。このため、この領域において実配線層への展開を優先的に行うことができる。すなわち、配線の敷設に使用される仮物理配線層数が少なくなるような制約の付与された領域を設けることで、高速化等の特定の回路特性の所望される領域において優先的に多数の実配線層への展開を行うことができ、ひいては、回路特性の大幅な改善を図ることが可能となる。

・先の図２、図３、図４、図１０、図１１、図１３、図２０、図２９、図３１、図３３等に例示した配線構造を有する集積回路は、上記各実施形態及びその変形例に例示した設計により行うものに限らない。更に例えば、配線の敷設方向が隣接する配線層間で直交する従来の自動配線ツールによるレイアウトを前提として、先の図２、図３、図４、図１０、図１１、図１３、図２０、図２９、図３１、図３３等に例示した配線構造を有する集積回路を設計してもよい。すなわち、例えば高速動作が要求される等、低抵抗を所望する配線を、３層目と５層目というように１層の配線層を隔てた２層の配線層を用いることで、図２０（ａ）に例示するような配線として構成してもよい。この際、配線Ｌｇ１と配線Ｌｇ２との間には、配線Ｌｇ１及び配線Ｌｇ２の敷設方向と直交する方向の配線が同配線Ｌｇ１及び配線Ｌｇと交差する態様で形成されていてもよい。

・スタンダードセル方式に限らず、ゲートアレイへ本発明の設計手法を適用してもよく、更にその他の多層配線を用いた集積回路の配線設計に適用してもよい。

・所定の仮物理配線層の各配線の回路特性を所望とする回路特性とすべく、前記各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する演算手段としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えばソフトウェア及びプログラムにて構成する代わりに、専用のハードウェア手段にて構成してもよい。

・実配線層への展開態様の異なる隣接する区画間の結合に用いられる配線層を設定する演算手段としては、上記区画設定部４２に限らない。例えばソフトウェア及びプログラムにて構成する代わりに、専用のハードウェア手段にて構成してもよい。

・上記第１〜第６実施形態及びそれらの変形例では、自動配置配線ツールを用いて設計される領域について、仮物理配線層を実配線層へと展開する設計手法を用いたが、これに
限らない。例えば、自動配線ツールを使うことなく設計する場合にあっても、一旦結線の終了した後、所定の配線層の配線を各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することで、設計変更をすることなく、回路特性の調整を行うことができる。なお、こうした自動配線ツールによらない設計の対象としては、例えばＤ／ＡコンバータやＡ／Ｄコンバータ等、アナログ素子を含んで構成されるアナログマクロ等がある。

・上記実施形態の仮物理配線層を展開した実配線層において、プラグの位置を適宜変更してもよい。例えば、図３５（ａ）に示す仮物理配線層における配線構造を、図３５（ｂ）に示すように複数の物理配線層からなる配線構造に展開する。尚、図３５（ｃ）は、実配線層に展開した構造の配線をＸ方向からみた断面図である。このとき、矢印で示す隣接するプラグ（ビア）Ｐ２１，Ｐ２２がＸ方向において重ならないように位置をずらして形成する。尚、配線が延びる方向によっては、プラグをＹ方向に重ならないように位置をずらすこともある。

仮物理配線層を実配線層へと展開する際に、該実配線層間の実ビア層において任意の位置にプラグを形成することができる。従って、図１３（ａ）に示すように、プラグをＸ方向又はＹ方向に重なるように形成することでプラグ間における容量を増加させることができる。逆に、図３５（ｂ）に示すように、プラグが重ならないように形成することで、プラグ間の距離を離すことでプラグ間における容量を低減し、クロストークノイズを低減することができる。これらのように、プラグ（ビア）の形成位置を適宜変更することで、配線経路を変更することなく配線間容量の増加又は減少を行うことができ、所望の電気的特性を持つ回路を得ることができる。

・上記各実施形態において、仮物理配線層にて定めた配線を実配線層の配線に展開する際に、展開した配線領域において配線分離層（水平方向、垂直方向の絶縁層）を適宜設定することで、その展開時に所望の電気的特性を生成するように、配線分離層の高さ又は幅の調整、若しくは高誘電率材料や低誘電率材料を用いる構成に展開してもよい。

例えば、図３６（ａ）〜（ｃ）に示すように、仮物理配線層に平行に敷設された配線Ｌ２１（（端子Ａ１−Ａ２間）及び配線Ｌ２２（端子Ｂ１−Ｂ２間）を、図３７（ａ）（ｂ）に示すように、複数層（図において６層）の実配線層に展開するとともに、垂直方向（Ｚ方向）の配線をＸ方向に幅を調整したプラグにて接続する。これによって、Ｘ−Ｚ平面にいて対向して所定の面積を有し、Ｙ方向の配線間隔にて離間した２つの配線Ｌ２１ａ，Ｌ２２ａが構成される。この２つの配線Ｌ２１ａ，Ｌ２２ａは、配線の多重化によって抵抗値を１つの配線層に敷設した配線の抵抗値に比べて小さくし、両配線Ｌ２１ａ，Ｌ２２ａ間の容量値を増大させることができる。

更に、図３７（ｃ）に示すように、Ｙ方向に隣接する配線Ｌ２１ａ，Ｌ２２ａ及びプラグ間の絶縁膜Ｍ１を、高誘電率（ｈｉｇｈ−ｋ）材料により形成することで、容量値を増大させることができるとともに、使用する材料によって容量値を容易に制御することができる。

・上記各実施形態において、仮物理配線層で定めた配線を実配線層の配線に展開する際に、プラグ（ビア）の形成位置を適宜設定することで、実配線層においてコイルを形成し、該コイルにてインダクタンス成分を調整する構造としてもよい。そのコイルには、様々な構造が考えられる。

例えば、図３８（ａ），（ｂ）に示す仮物理配線層に定めた配線Ｌ３１を実配線層に展開し、図３８（ｃ），（ｄ）に示すコイル６１を形成する。このコイル６１は、Ｘ−Ｚ平面に沿って形成した平面スパイラル形状のコイルである。

また、図３９（ａ）〜（ｃ）に示す仮物理配線層に定めた枠状の配線Ｌ４１を実配線層に展開し、図４０（ａ）〜（ｄ）に示すコイル６２を形成する。このコイル６２は、Ｚ方向に沿って延びるスパイラル形状のコイルである。尚、図４０（ａ）は図３９（ｃ）の配線Ｌ４１ａ（端子Ｂ１−Ｂ２間）を展開した配線及びプラグ、図４０（ｂ）は図３９（ｃ）の配線Ｌ４１ｂ（端子Ａ１−Ａ２間）を展開した配線及びプラグを示す。更に、図４０（ｃ）は図３９（ｃ）の配線Ｌ４１ｃ（端子Ａ２−Ｂ２間）を展開した配線及びプラグ、図４０（ｄ）は図３９（ｃ）の配線Ｌ４１ｄ（端子Ａ１−Ｂ１間）を展開した配線及びプラグを示す。

また、図４１（ａ），（ｂ）に示す仮物理配線層に定めた配線Ｌ５１を実配線層に展開し、図４１（ｃ），（ｄ）に示すコイル６３を形成する。このコイル６３は、Ｘ−Ｚ平面に沿って形成したジグザグ形状（ミアンダ形状）のコイルである。

また、図４２（ａ）〜（ｃ）に示す仮物理配線層に定めた枠状の配線Ｌ６１，Ｌ６２を実配線層に展開し、図４３（ａ）〜（ｄ）に示すコイル６４を形成する。このコイル６４は、Ｘ方向に沿って延びるスパイラル形状のコイルである。尚、図４３（ａ）は図４２（ａ）の配線Ｌ６２を展開した配線及びプラグを示し、図４３（ｂ）は図４２（ｂ）の配線Ｌ６１を展開した配線及びプラグを示す。そして、図４３（ｃ）は実配線層Ｋ（１）と実配線層Ｋ（３）と実配線層Ｋ（６）の配線をそれぞれ示す。

・上記第１の実施形態において、アンテナルールに対応するために、例えば、図４４に示すように、実配線層において配線をブリッジ構造に変更して配線長を短くする。例えば、図４４（ａ）及び（ｂ）に示す仮物理配線層に定めた配線Ｌ７１を実配線層に展開し、図４４（ｃ）に示す配線Ｌ７１を形成する。この配線Ｌ７１は、端子Ａ２においてトランジスタのゲート端子に接続される。そして、この端子Ａ２に接続される実配線層Ｋ（１）に形成される配線Ｌ７１ａの長さがアンテナルール違反となる。この配線Ｌ７１ａを図４４（ｄ）に示すように２つの配線Ｌ７１ｂ，Ｌ７１ｃに分割することで、トランジスタのゲート端子に接続される配線の長さを短くし、製造時において配線に蓄積される電荷の量を低減する。このように、アンテナルール違反となる配線をブリッジ構造に展開することで、容易にルール違反を解消することができる。

・各実施例では、複数の実配線層の配線として展開することは、実配線層の厚さが原則的に、固定的に定められたとする製造の場合に対しての実現方法を示している。ここで製造的に、実配線層の厚さを任意（多段階）に設定することを行なう場合には、複数の実配線層の配線として展開する構造を、配線の厚さを複数持つ実配線層の構造として扱うことで、実現される。

・また、仮物理配線層を実配線層へ展開する手法にて設計される集積回路以外に、先の図２、図３、図４、図１０、図１１、図１３、図２０、図２９、図３１、図３３、図３５〜図４４等に例示した配線構造を適用することも有効である。

（第１１の実施形態）
以下、本発明にかかる集積回路及びその設計方法を半導体集積回路及びその設計方法に適用した第１１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図４５に、本実施形態にかかる多層配線構造を有する半導体集積回路の構成を示す。同図４５（ａ）に示す半導体集積回路１は、論理回路部２とアナログ回路部３とを備えている。本実施形態では、論理回路部２が、自動配置配線ツールを用いて設計される部分となっている。

図４５（ｂ）〜図４５（ｅ）に、同論理回路部２の第（ｎ＋３）層目の配線層から第ｎ層目の配線層の各配線の敷設規則を示す。同図４５（ｂ）に示すように、第（ｎ＋３）層目の配線層には、配線が互いに実質的に平行に設けられている。そして、これら各配線について、その敷設間隔は、単位間隔Ｐｄの整数倍となっている。すなわち、隣接する配線について、その敷設間隔は、Ｐｄ、２Ｐｄ、３Ｐｄ、…となっている。そして、第（ｎ＋３）層目に敷設される配線の敷設方向はＹ方向となっている。

また、同図４５（ｃ）に示すように、第（ｎ＋２）層目の配線層には、配線が互いに実質的に平行に設けられている。そして、これら各配線について、その敷設間隔は、単位間隔Ｐｃの整数倍となっている。そして、第（ｎ＋２）層目に敷設される配線の敷設方向はＸ方向となっている。

また、同図４５（ｄ）に示すように、第（ｎ＋１）層目の配線層には、配線が互いに実質的に平行に設けられている。そして、これら各配線について、その敷設間隔は、上記第（ｎ＋２）層目の配線層における単位間隔と等しい単位間隔Ｐｃの整数倍となっている。そして、第（ｎ＋１）層目に敷設される配線の敷設方向はＸ方向となっている。

また、同図４５（ｅ）に示すように、第ｎ層目の配線層には、配線が互いに実質的に平行に設けられている。そして、これら各配線について、その敷設間隔は、単位間隔Ｐａの整数倍となっている。そして、第ｎ層目に敷設される配線の敷設方向はＹ方向となっている。

このように本実施形態においては、基本的には、上層の配線層ほど配線の敷設間隔が大きくなる逆スケーリング則が適用されている。この逆スケーリング則によれば、上層の配線層ほど、配線幅や配線間隔を拡大することができるため、配線抵抗の低減や隣接する配線間の容量の低減を図ることができる。このため、上層の配線層ほど配線長の長い配線を敷設しやすい構成となっている。なお、こうした逆スケーリング則は、上層の配線層ほど配線長の長い配線を敷設しやすくする等の目的によって意図的に適用される場合の他、半導体集積回路の製造工程からの要請として適用されることもある。すなわち、例えば上層の配線層ほど平坦性が低下する場合などには、上層の配線層ほど、配線の敷設間隔を大きくすることが望ましい。

そして、本実施形態では、隣接する配線層である第（ｎ＋２）層目の配線層と第（ｎ＋１）層目の配線層とにおいて、配線の敷設方向を同一とした。ちなみに、一般的な配置配線においては、隣接する配線層での配線の敷設方向は異なる方向を持たせており、特に中間の配線層における隣接する配線層では必ず別な敷設方向となっている。これに対し、本実施形態のように、各配線層の配線の敷設方向の並び方の規則を変え、隣接する配線層間で配線の敷設方向を同一とした場合、これらの配線の敷設にかかる上記単位間隔を簡易に等しくすることができる。すなわち、逆スケーリング則が上層の配線層ほど配線長の長い配線を敷設しやすくする等の目的によって意図的に適用される場合においては、その目的をほとんど損なうことなく上記単位間隔を等しくすることができる。また、逆スケーリング則が製造工程からの制約によって適用される場合においても、隣接する配線層間では互いに離間した配線層間よりも上記単位間隔の差異が小さいために、やはり上記単位間隔を等しくしやすい。

そして、このように隣接した配線層間で配線の敷設方向を同一に設定することで、図４６〜図４８に示すように、配線の電気的な特性の調整がしやすいものとなっている。

図４６（ａ）に、第（ｎ＋１）層目の配線層に敷設される配線Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と、第（ｎ＋２）層目の配線層に敷設される配線Ｌｅ２、Ｌｅ４を、当該集積回路の基板面（ＸＹ平面）に投影した図を示す。また、図４６（ｂ）には、配線Ｌｅ１〜Ｌｅ５のＹＺ断面図を示す。これらに示されるように、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５は、それぞれの敷設間隔Ｐｅが単位間隔Ｐｃの２倍となるように敷設され、第（ｎ＋２）層目の配線層の配線Ｌｅ２、Ｌｅ４についても同様に、それぞれの敷設間隔が単位間隔Ｐｃの２倍となるよう敷設される。そして、各層の配線がＸＹ平面上でオーバーラップしないように、各層の配線の中心線が単位間隔Ｐｃだけオフセットされて交互に敷設されている。

これにより、同一配線層内において隣接する配線の間隔を単位間隔よりも大きくすることができるため、隣接する配線間の容量を好適に削減することができるようになる。また、例えば配線Ｌｅ３と、配線の敷設方向が異なる第（ｎ＋３）層目の配線とをビア接続する場合に、中間に位置する第（ｎ＋２）層目の配線が障害となることなく直接接続可能であるため、このビア接続を簡易に行うことができる。

なお、この例では同一配線層内にある配線の中心線の間隔Ｐｅを単位間隔Ｐｃの２倍としたが、これに限るものでなく、２倍以上であればよく、さらに好ましくは整数倍であればよい。また、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線と第（ｎ＋２）層目の配線層の配線において、それぞれの配線の中心線が単位間隔Ｐｃだけオフセットして敷設されるとしたが、これに限るものではない。要は、各層の配線がＸＹ平面上でオーバーラップしないようにオフセットして敷設されていればよい。

次に、図４７（ａ）は、第（ｎ＋１）層目の配線層や第（ｎ＋２）層目の配線層に敷設される配線Ｌａ１及び配線Ｌａ２を、当該集積回路の基板面（ＸＹ平面）に投影した図である。また、図４７（ｂ）には、配線Ｌａ１のＸＺ断面図を、また、図４７（ｃ）には、配線Ｌａ２のＸＺ断面図をそれぞれ示す。これらに示されるように、第（ｎ＋１）層目の配線層において配線Ｌａ１及びＬａ２が互いに隣接して設けられているとともに、配線Ｌａ２がビアホール内のプラグｐｇを通じて第（ｎ＋２）層目の配線層に乗り換えるようにして設けられている。

これにより配線Ｌａ１及び配線Ｌａ２について、同一配線層内において隣接する部分を極力低減することができる。したがって、これら配線Ｌａ１及び配線Ｌａ２の配線間の容量を好適に削減することができるようになる。

一方、図４８（ａ）〜図４８（ｃ）に、本実施形態において、ノイズ等の影響に対する保護の望まれる信号伝搬用の配線Ｌｃ１をシールドするシールド配線の敷設態様を示す。ここでは、第（ｎ＋１）層目の配線層において、信号伝搬用の配線Ｌｃ１の両側に電位の固定された配線Ｌｃ２、Ｌｃ３が設けられている。また、第（ｎ＋２）層目の配線層には、同第（ｎ＋２）層目の配線層への信号伝搬用の配線Ｌｃ１の投影領域を包含するようにして形成された電位の固定された配線Ｌｃ４が形成されている。

そして、図４８（ｂ）及び図４８（ｃ）に示すように、これら第（ｎ＋１）層目の配線Ｌｃ２、配線Ｌｃ３と第（ｎ＋２）層目の配線Ｌｃ４とは、ビアホール内に設けられたプラグｐｇによって互いに電気的に接続されている。これにより、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌｃ２、Ｌｃ３と第（ｎ＋２）層目の配線層の配線Ｌｃ４とは、信号伝搬用の配線Ｌｃ１を周囲の電磁波に対してシールドするシールド配線を構成することとなる。

これにより、信号伝搬用の配線Ｌｃ１に対するクロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を好適に行うことができる。ちなみに、このシールド配線によるシールド対象となる被シールド配線は、バス配線やクロック配線とすることが望ましい。

これに対し、図４６（ｃ）、図４７（ｄ）及び図４８（ｄ）は、通常の自動配線ツールにおける配線の敷設方向の設定に従って、同敷設方向を隣接する配線層間で互いに直交するようにした場合について示している。

すなわち、図４６（ｃ）においては、第（ｎ＋１）層目の配線層に配線Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５を敷設し、第（ｎ＋３）層目の配線層に配線Ｌｅ２、Ｌｅ４を敷設してある。

また、図４７（ｄ）においては、第（ｎ＋１）層目の配線層において配線Ｌｂ１及びＬｂ２が互いに隣接して設けられているとともに、配線Ｌｂ２がビアホール内のプラグを通じて第（ｎ＋３）層目の配線層に乗り換えるようにして設けられている。

更に、図４８（ｄ）においては、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線Ｌｃ２、Ｌｃ３と第（ｎ＋３）層目の配線層の配線Ｌｃ４とによって信号伝搬用の配線Ｌｃ１に対するシールド配線が構成されている。

これら図４６（ｃ）、図４７（ｄ）及び図４８（ｄ）においては、上記第（ｎ＋１）層目の配線層の配線間についての上記単位間隔を第（ｎ＋３）層目の配線層の単位間隔Ｐｄに併せる場合を示している。すなわち、通常、第（ｎ＋３）層目の配線層の配線よりは配線の引き回しが短い傾向にあるために、配線抵抗の低減や配線間容量の低減の要請が第（ｎ＋３）層目の配線層の配線よりも小さい第（ｎ＋１）層目の配線層の配線についての上記単位間隔を第（ｎ＋３）層目の配線層の単位間隔の側に併せている。このため、図４６（ａ）・（ｂ）や図４７（ａ）〜図４７（ｃ）、図４８（ａ）〜図４８（ｃ）の場合と比較して配線リソースの低減が大きなものとなっている。

もっとも、逆スケーリング則が製造プロセスからの要請ではない場合、第（ｎ＋３）層目の配線層の配線の単位間隔を第（ｎ＋１）層目の配線層の配線の単位間隔の側に併せることも考えられる。しかし、この場合、第（ｎ＋３）層目の配線については、その配線長が長くなる傾向を考慮して設定された逆スケーリング則に反することになり、配線抵抗や配線間の容量等、電気的特性に問題を生じやすいものとなる。

更に、図４６（ｃ）や図４７（ｄ）、図４８（ｄ）に示す構成にあっては、第（ｎ＋３）層目の配線層の配線と第（ｎ＋１）層目の配線層の配線との電気的なコンタクトをとる際、これらの中間の配線層である第（ｎ＋２）層目の配線層の配線との干渉を回避することが必要ともなる。このため、自動配線ツールによる結線を行う際に、上記干渉の回避を図る上での演算負荷の増大や配線リソースの低減も避けられないものとなる。

これに対し、本実施形態では、第（ｎ＋１）層目の配線層と第（ｎ＋２）層目の配線層とについてそれら配線の敷設方向を同一とすることで、これら各配線層の配線について上記単位間隔を同一した場合に生じる問題を好適に抑制することができる。また、中間の配線層を有しないために、上記電気的な接続に際しての干渉の問題を回避することもできる。
以下、こうした構成を有する本実施形態にかかる半導体集積回路の設計手順について説明する。

図４９は、本実施形態にかかる半導体集積回路の設計支援装置の構成を示すブロック図である。なお、この支援装置はスタンダードセル方式、又はゲートアレイ方式の設計を支援する装置として構成されている。
はじめに、同支援装置を構成する各部の機能について説明する。

ライブラリ１０１０は、半導体集積回路を構成すべき各種機能セルのセル情報や、それら機能セルの遅延情報、セットアップ及びホールドタイムに関する制約情報等、それら機能セルの性能情報が格納される部分である。ここで、各種機能セルは、論理演算素子（論理積、論理和、排他的論理和、排他的論理積、否定等）やフリップフロップ、ＲＡＭ等のメモリ、Ａ／Ｄ等のアナログ素子等又はそれらを用いて形成される回路である。更に、ライブラリ１０１０は、上記各機能セルの面積情報等、同機能セルのレイアウトに関する情報が格納される部分でもある。

また、設計仕様格納部１０１２は、例えばハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で記述された半導体集積回路の機能及び構造に関する情報が格納される部分である。詳しくは、この設計仕様格納部１０１２は、ＲＴＬ（ｒｅｓｉｓｔｏｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｅｖｅｌ）やゲートレベル等で表現された回路情報や、動作周波数等のタイミング、電力条件などが格納されている部分である。ここで、例えばゲートレベルの回路情報は、上記ライブラリ１０１０で定義されるセルから、使用されるセルの種類や数並びにこれらの論理的な結線情報からなるネットリストである。

更に、プロセスパラメータ１０１４は、指定されたデザインルール（製造工程における最小加工精度に関する規定、素子サイズや最小配線間隔等を規定するルール）に応じた素子特性や、材質毎の配線特性等に関する情報が格納される部分である。

なお、これらライブラリ１０１０，設計仕様格納部１０１２、プロセスパラメータ１０１４は、ハードディスク装置等の記憶装置を備えて構成されている。

これに対し、自動配置配線ツールとしての自動配置部１０２０と自動配線部１０２２とは、レイアウト設計を行う部分である。すなわち、自動配置部１０２０は、上記機能セルの自動配置を行う部分であり、自動配線部１０２２は、それら配置された機能セル間の結線を行う部分である。これら上記機能セルの自動配置、及びそれら配置された機能セル間の結線は、上記機能セルに対応する上記ライブラリ１０１０の有するレイアウトデータを用いて行なわれる。

この自動配線部１０２２で生成された回路のネットリストは、タイミング解析部１０３０に供給される。このネットリストは、階層構造を保持しており、各機能セルから構成される機能ブロック内のネットリストと機能ブロック間のネットリストとからなる。

このタイミング解析部１０３０は、上記ネットリストや、プロセスパラメータ１０１４に基づき、タイミング解析を行う部分である。

なお、上記自動配置部１０２０や、自動配線部１０２２、タイミング解析部１０３０は、これらの行う処理に関するプログラムを記憶する半導体メモリやハードディスク装置等からなる記憶装置とコンピュータとを備えて構成されている。

その他、入力部１０４０は、タッチペンやキーボード、マウス等の入力装置からなって、レイアウト設計のための各種情報や命令を入力する部分である。また、画像表示部１０４２は、上記入力情報やレイアウト図等を可視表示する部分である。一方、制御部１０５０は、この画像表示部１０４２をはじめ、上述した自動配置部１０２０、自動配線部１０２２、タイミング解析部１０３０等の動作を統轄する部分である。

次に、こうした構成を有する設計支援装置を用いて行われる本実施形態にかかる半導体集積回路の設計手順について説明する。
図５０に、本実施形態にかかる半導体集積回路の設計手順を示す。

この一連の処理においては、まずステップＳ１１００において、上記ライブラリ１０１０に格納されている機能セルに関するレイアウト情報や、上記設計仕様格納部１０１２に格納されたゲートレベルの回路情報が自動配置部１０２０に入力される。そして自動配置部１０２０では、このゲートレベルの回路情報に基づき機能セルの自動配置が行われる。

こうして機能セルの自動配置が行われると、ステップＳ１１１０においては、シールド配線によってシールドされる配線である被シールド配線の敷設領域が上記入力部１０４０を通じて指定される。また、配線の敷設方向が同一となる隣接配線層において、各層の配線が前記単位間隔よりも大きい間隔で敷設され、且つ、当該半導体集積回路の基板面上から見たときに各層の配線が重ならないように敷設される領域も、上記入力部１０４０を通じて指定される。

続いて、ステップＳ１１２０及びステップＳ１１３０では、上記自動配線部１０２２において、上記設計仕様格納部１０１２に格納されている機能セルの結線情報、及びステップＳ１１１０で指定した被シールド配線の敷設領域や、隣接配線層において各層の配線が基板面上から見て重ならないように配線を敷設する領域の情報を用いて、上記配置の終了した各機能セル間の結線を行う。

ここではまず、ステップＳ１１２０において、電源配線等、電位の固定された配線の敷設及びこれら敷設された配線間の結線を行う。この際、上記被シールド配線の敷設領域に対応するようにして、例えば上記入力部１０４０を通じてシールド配線の敷設領域が設定される。なお、上記ステップＳ１１１０において指定された被シールド配線の敷設領域は、この電位の固定された配線の敷設が禁止される領域となる。
続くステップＳ１１３０では、各機能セル間の信号の伝搬にかかる配線の敷設を行う。

更に、ステップＳ１１４０では、タイミング解析部１０３０において、各機能セル間の結線が終了したレイアウトデータと上記プロセスパラメータ１０１４に格納された情報とに基づき、タイミング解析を行う。なお、ここでのタイミング解析は、隣接配線間の容量の抽出に基づくクロストークノイズ解析を含んで行うことが望ましい。

そして、ステップＳ１１５０では、タイミング解析部１０３０において、このタイミング解析の結果が許容範囲にあるか否かを判断する。そして、許容範囲にない場合には、ステップＳ１１３０に戻り、再度各機能セルの結線を行う。この際、先の図４７に示す態様にて、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第（ｎ＋２）層目の配線層のいずれか一方の配線層において互いに隣接して設けられた一対の配線のいずれかを他方の配線層に乗り換えるようにすることで、クロストークノイズに伴うタイミング違反の回避を図る。なお、ステップＳ１１１０、Ｓ１１２０の処理の直後の工程としてのステップＳ１１３０においても、第（ｎ＋１）層目の配線層及び第（ｎ＋２）層目の配線層のいずれか一方の配線層において互いに隣接して設けられた一対の配線のいずれかを他方の配線層に乗り換えるようにして配線の敷設を行ってもよい。これは、例えば自動配線部１０２２において、隣接する配線の配線長が所定の長さを超えると乗り換えを行う機能を有するものとすることで実現することができる。

また、隣接配線層において、各層の配線が前記単位間隔よりも大きい間隔で敷設され、且つ、当該半導体集積回路の基板面上から見たときに各層の配線が重ならないように敷設される領域の指定を、ステップＳ１１５０のタイミング解析の結果に基づき、入力部１０４０を通じて行って、ステップＳ１１３０に戻って再度各機能セルの結線を行ってもよい。

更に、図５０において破線にて示すように、ステップ１１４０において、当該レイアウトでは、タイミング違反を解消できないと判断されたときには、ステップＳ１１００に戻って機能セルの再配置を行うようにしてもよい。

こうしてステップＳ１１５０において、タイミング解析の結果が許容範囲にあると判断されると、この一連処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１７）自動配線ツールにて結線を行う領域のうち、隣接する２つの配線層において、配線の敷設方向が同一となるようにした。このため、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。

（１８）上層の配線層ほど、配線の敷設間隔を規定する上記単位間隔が大きくなるように設定した。これにより、上層の配線層ほど互いに離間した箇所同士を結線する配線長の長い配線とすることができる。

（１９）互いに配線の敷設方向を同一とする隣接する配線層において、配線の敷設間隔を規定する単位間隔を略同一に設定した。これにより、これら配線層間における配線の電気的な接続等を簡易に行うことができるようになる。

（２０）第（ｎ＋１）層目及び第（ｎ＋２）層目の配線層の配線の間隔を単位間隔よりも大きく設定し、基板面上から見たときに、第（ｎ＋１）層目の配線層の配線と、第（ｎ＋２）層目の配線層の配線が重ならないようすることで、同一配線層内の配線間の容量を抑制することができ、クロストークノイズに伴うタイミング違反の回避を図ることができる。

（２１）第（ｎ＋１）層目の配線層及び第（ｎ＋２）層目の配線層のいずれか一方の配線層において互いに隣接して設けられた一対の配線のいずれかを他方の配線層に乗り換えるようにすることで、クロストークノイズに伴うタイミング違反の回避を図ることができる。

（２２）互いに配線の敷設方向を同一とする隣接する配線層を用いてシールド配線を構成した。これにより、シールド配線を構成する配線を設ける配線層間に別の配線層を有する場合のようにシールド配線間の電気的な接続と上記別の配線層との干渉を回避することができる。これにより、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易に行うことができるようになる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・シールド配線を構成する配線であって、被シールド配線と平行に走る配線である第１の配線は、必ずしも先の図４８に例示したように信号伝搬用の配線の両側に設けられる構成に限らない。
・シールド配線を構成する配線であって信号伝搬用の配線の設けられる配線層とは別の配線層に設けられる第２の配線と、信号伝搬用の配線との位置関係は、先の図４８に例示したものに限らない。すなわち、例えば信号伝搬用の配線の設けられる下層に第２の配線を設けてもよく、また、上層及び下層の双方に第２の配線を設けてもよい。

・必ずしも第（ｎ＋２）層目の配線層と第（ｎ＋１）層目の配線層とで、配線ピッチに関する上記単位間隔を同一とするものに限らない。例えば第（ｎ＋２）層目の配線層の上記単位間隔が第（ｎ＋１）層目の配線層の上記単位間隔よりも大きい場合であれ、隣接する配線層の配線の敷設方向を同一とすることで、これらの間に中間の配線層を有する場合のような干渉を回避することはできる。更に逆スケーリング則を用いる場合であれ、隣接する配線層の配線の敷設方向を同一とすることで、これら配線の敷設方向の等しい配線層間の配線ピッチの差を緩和することもできる。
・自動配線ツールによって設計される領域としては、論理回路部に限らない。

・自動配線ツールによって設計される領域において、予め隣接する２つの配線層の配線の敷設方向を同一に設定するものに限らない。例えば電気的な特性の調整が所望される配線について、同配線の敷設にかかる箇所のみ隣接する配線層間で配線の敷設方向を同一としてもよい。

以上の実施の形態においては、本発明に係る集積回路およびその設計方法を、半導体集積回路に適用した例について説明したがこれには限定されず、一般的な多層配線構造を備えた集積回路、例えばシリコンやガラス、プリント基板にある素子を回路結線してなる集積回路にも適用してもよい。

なお、本発明は、以下のように把握することも可能である。
１． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、ａ．前記集積回路の備える任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、及びｂ．前記集積回路の任意の１つの素子の特定の端子の電位を固定する配線、及びｃ．電位が固定されて且つ片側が実質的にオープンとされる配線、及びｄ．特定の素子の端子に接続されて且つ他端が実質的にオープンとされる配線の少なくとも１つの配線が、互いに実質的に同一の経路方向を有するとともに該経路についての当該集積回路の基板面への投影が互いにオーバーラップする態様にてビアホールにて互いに接続された複数の配線層の配線によって構成されることをその要旨とする。
上記構成では、通常一本の配線にて構成される上記ａ〜ｄの配線が、互いに実質的に同一の経路方向を有するとともに該経路についての当該集積回路の基板面への投影が互いにオーバーラップする態様にてビアホールにて互いに接続された複数の配線層の配線によって構成される。このため、単一の配線層に形成される場合と比較して、当該配線の取りうる回路変数の自由度を向上させることができる。このため、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができるようになる。
なお、ここで「経路」とは、ビアホールによって分離される配線の長手方向のうち長い方とし、この際、ビアホールを含まないものとする。また、経路についての互いの配線層への投影がオーバーラップするとは、自身の配線層への投影と該配線とが接する場合を含むものとする。

２． 一の発明は、前記集積回路の備える素子の特定の２つの端子間を結線する配線が、複数の配線層に互いに平行に設けられて且つ互いに電気的に並列に接続された部分を有することをその要旨とする。
上記構成では、複数の配線層に互いに平行に設けられて且つ電気的に互いに並列に接続された部分については、例えば、これら配線のそれぞれを介して、配線層内の所定の２カ所（並列接続された両端）のうちの一方から他方へと単一の信号を伝搬させることができる。これにより、この配線を単線とした場合と比較して配線抵抗を低減することができる。
なお、この際、これら互いに電気的に並列に接続された配線は、当該集積回路の基板面への投影が互いにオーバーラップするようにして形成されることが望ましい。これにより、実効的な配線幅や配線長、すなわち集積回路の基板面に対する当該配線の垂直投影の配線幅や配線長を拡大することなく、配線の抵抗を調整することができるようになる。なおこれは、実効的な配線長、すなわち集積回路の基板面に対する当該配線の垂直投影の配線長を拡大することなく、インダクタンスを低減させることとなる。

３． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、複数の配線層に互いに平行に設けられて且つ当該集積回路の基板面への投影が互いにオーバーラップする領域を有する複数の配線が、互いに信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されてなることをその要旨とする。
上記構成では、上記互いに信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されている配線を信号が伝搬するために、実効的な配線長、すなわち当該配線の垂直投影の配線長を拡大することなく、配線の抵抗を増大させることができる。このため、当該集積回路において信号の遅延量の調整やリファレンス電位の生成等において、抵抗値を増大させる方向への調整に適用することができる。
なお、上記構成では、実効的な配線長、すなわち集積回路の基板面に対する当該配線の垂直投影の配線長を拡大することなく、インダクタンスを増加させることとなる。
なお、上記２．又は３．の発明は、前記複数の配線層は互いに隣接する配線層を含むようにしてもよい。
これにより、複数の配線層が互いに隣接しない場合に生じやすいこれらの間の配線層において引き回された配線と、上記構成の複数の配線層の配線との間の電気的な干渉を回避、又は抑制することができる。

４． 一の発明は、互いに平行に設けられた配線の敷設方向及び敷設間隔が隣接する配線層間で実質的に同一に設定されている領域において、当該集積回路の基板面への投影が互いに最も近接した配線同士からなる一対の配線が、互いに異なる配線層となるように設けられてなることをその要旨とする。
上記構成では、上記一対の配線が隣接する配線層の各異なる配線層にそれぞれ設けられている。このため、これら一対の配線の水平方向の間隔を拡大することなく、同一対の配線間の容量を好適に低減することができる。

５． 一の発明は、当該集積回路の基板面への投影が互いに隣接する配線同士が、少なくとも２つの配線層をビアホールを介して交互に乗り換えるようにして設けられてなることをその要旨とする。
上記構成では、当該集積回路の基板面への投影が互いに隣接するようにして設けられた配線同士が、同一配線層内において水平方向に隣接する部分を極力低減することができ、ひいては、これら水平方向に隣接する配線間の容量を好適に削減することができるようになる。
なお、この発明は、前記少なくとも２つの配線層が互いに隣接する配線層からなるようにしてもよい。
これにより、複数の配線層が互いに隣接しない場合に生じやすいこれらの間の配線層において引き回された配線と、上記構成の複数の配線層の配線との間の電気的な干渉を回避、又は抑制することができる。

６． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、所定の配線層に互いに隣接して平行に設けられた一対の配線のうちの少なくとも一方が、前記所定の配線層とは別の配線層に互いに隣接して前記一対の配線と同方向に平行に設けられた一対の配線のうちの対応する配線とビアホールを介して接続されることで、前記別の配線層に設けられる一対の配線のうちの少なくとも一方が片側が実質的にオープンとされるダミー配線として形成されてなることをその要旨とする。
上記構成では、所定の配線層の一対の配線のうちの少なくとも一方の配線に、上記別の配線層において、これと接続するダミー配線と隣接する配線（別の配線層の一対の配線のうちの他方）との間の容量が付与されることとなる。このため、このダミー配線と接続される配線については、隣接する配線との間の容量を増大させることができるようになる。このため、配線を伝搬する信号の遅延量を調整したり、インピーダンスマッチングを行ったりすることができる。

しかも、実効的な配線ピッチの低減や配線長の増大をしなくても、換言すれば当該集積回路の基板面に対する当該配線の垂直投影の配線ピッチの低減や配線長の増大をしなくても容量を増大させることができるため、デザインルールの制約や抵抗の増大を招くこともない。
特に、所定の配線層の一対の配線のそれぞれと別の配線層の一対の配線とが接続することで上記別の配線層の一対の配線の双方がダミー配線となる場合には、所定の配線層の一対の配線間の容量にダミー配線間の容量が加わることから、所定の配線層の一対の配線間の容量を増大させることができる。

なお、この発明は、前記別の配線層の一対の配線は、前記所定の配線層の一対の配線を同別の配線層に投影したものと略等しくなるようにしてもよい。これにより、所定の配線層及び別の配線層について、少なくともこれら一対の配線に関しては、そのマスクパターンを同一とすることができる。

また、この発明は、前記所定の配線層と前記別の配線層とが互いに隣接する配線層であるようにしてもよい。これにより、複数の配線層が互いに隣接しない場合に生じやすいこれらの間の配線層において引き回された配線と、上記構成の複数の配線層の配線との間の電気的な干渉を回避、又は抑制することができる。

７． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、前記集積回路の備える任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、及び前記集積回路の任意の１つの素子の特定の端子の電位を固定する配線の少なくとも一方からなる一対の配線が、それぞれ複数の配線層の配線の並列接続にて構成されるとともに、前記複数の配線層は、前記一対の配線同士で共通であって且つこれら各配線層における前記一対の配線は互いに隣接して形成されてなることをその要旨とする。
上記構成では、上記一対の配線が、複数の配線層の配線の並列接続にて構成されているために、これら一対の配線を単線とした場合と比較して配線抵抗を低減することができる。更に、これら一対の配線は、各配線層において互いに隣接して形成されているために、これら一対の配線の間の容量も、これら一対の配線の少なくとも一方を単一の配線層の配線として形成する場合と比較して、増大させることができる。
なお、上記複数の配線層の配線は、互いに隣接する配線層を含むようにすることが望ましい。これにより、複数の配線層が互いに隣接しない場合に生じやすいこれらの間の配線層において引き回された配線と、上記構成の複数の配線層の配線との間の電気的な干渉を回避、又は抑制することができる。

８． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、前記集積回路の備える任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、及び前記集積回路の任意の１つの素子の特定の端子の電位を固定する配線の少なくとも一方からなる一対の配線のそれぞれが、互いに平行に敷設されて且つ一端から他端への経路の当該集積回路の基板面への投影がオーバーラップするようにして互いに直列に接続される複数の配線層の配線からなるとともに、前記複数の配線層は、前記一対の配線同士で共通であって且つこれら各配線層における前記一対の配線は互いに隣接して形成されてなることをその要旨とする。
上記構成では、上記一対の配線をオーバーラップするようにして互いに直列に接続される配線とすることで、これら一対の配線の抵抗を、実効的な配線長、すなわち当該配線の垂直投影の配線長を拡大することなく、増大させることができる。これら一対の配線は、各配線層において互いに隣接して形成されているために、これら一対の配線の間の容量も、これら一対の配線の少なくとも一方を単一の配線層の配線として形成する場合と比較して、増大させることができる。
なお、上記複数の配線層の配線は、互いに隣接する配線層を含むようにすることが望ましい。これにより、複数の配線層が互いに隣接しない場合に生じやすいこれらの間の配線層において引き回された配線と、上記構成の複数の配線層の配線との間の電気的な干渉を回避、又は抑制することができる。

９． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、互いに異なる電位に固定された複数の配線である複数の電位固定配線と、信号伝播用の配線とについて、これらの当該集積回路の基板面への投影が互いに隣接して平行に形成されている部分について、これらのうちの少なくとも一つの配線が配線層を乗り換えることで前記信号伝播用の配線が前記複数の電位固定配線と任意の配線層において隣接する長さが各電位固定配線毎に
異ならしめられてなることをその要旨とする。
信号伝搬用の配線と電位固定配線とが隣接する長さは、これら配線間の容量の大きさに対応する。そして、信号伝搬用の配線と隣接する電位固定配線との容量の大きさによって、信号伝搬用の配線での信号の伝搬速度が変化する。
また、信号伝搬用の配線が各異なる電位に固定された電位固定配線とそれぞれ隣接する長さの比によって、信号伝搬用の配線を伝搬する信号の波形が変化する。
この点、上記構成では、信号伝搬用の配線が各電位固定配線と隣接する長さによって、信号伝搬用の配線での信号の伝搬速度や信号波形を調整することができるようになる。

１０． 一の発明は、多層配線構造を有する集積回路において、互いに実質的に平行に設けられた配線の敷設方向が配線層同士で実質的に同一に設定されるとともに、前記平行に設けられた配線の線幅に対する中心線の間隔が前記配線層同士で実質的に同一の単位間隔の整数倍に設定されている複数の配線層からなる領域を有し、該領域には、ａ．当該集積回路の備える素子の特定の２つの端子間を結線する配線であって、複数の配線層に互いに平行に設けられて且つ互いに電気的に並列に接続された部分を有する配線、及びｂ．複数の配線層に互いに平行に設けられるとともに、互いの配線層への投影がオーバーラップする領域を有する複数の配線であって、且つ互いに信号の伝搬方向を反転させる態様にて直列に接続されてなる配線、及びｃ．所定の配線層に互いに隣接して平行に設けられた一対の配線と、前記所定の配線層とは別の配線層に互いに隣接して平行に設けられて且つその少なくとも一方が前記一対の配線のうちの対応する配線とビアホールを介して接続されることで片側が実質的にオープンとされるダミー配線として形成される一対の配線、及びｄ．当該集積回路の基板面への投影が互いに最も近接した配線同士からなる一対の配線であって、且つ互いに異なる配線層となるようにして設けられた配線、及びｅ．当該集積回路の基板面への投影が互いに隣接する配線であって且つ前記複数の配線層のうちの少なくとも２つの配線層をビアホールを介して交互に乗り換えるようにして設けられた配線、及びｆ．互いに異なる電位に固定された複数の配線である複数の電位固定配線と信号伝播用の配線とであって、これらの当該集積回路の基板面への投影が互いに隣接して平行に形成されている部分について、これらのうちの少なくとも一つの配線が配線層を乗り換えることで前記信号伝播用の配線が前記複数の電位固定配線と任意の配線層において隣接する長さが各電位固定配線毎に異ならしめられてなる配線の少なくとも１つが備えられてなることをその要旨とする。
上記構成では、互いに実質的に平行に設けられた配線の敷設方向が配線層同士で実質的に同一に設定されるとともに、前記互いに平行に設けられた配線の線幅に対する中心線の間隔が配線層同士で実質的に同一の単位間隔の整数倍に設定されている複数の配線層からなる領域を有する。このように配線層同士の配線の敷設態様が設定されることで、上記ａ〜ｆの各配線を簡易に形成することができる。

すなわち、上記ａの配線が設けられている場合には、配線層内の２カ所のうちの一方から他方へと単一の信号を伝搬させるに際し、当該集積回路の基板面への信号の伝搬経路の投影が互いにオーバーラップするようにして複数の配線層に互いに平行に設けられた複数の配線が用いられる。このため、これら複数の配線の敷設態様や、上記オーバーラップ領域と対応した各配線層における互いの信号の伝搬方向の関係によって配線抵抗を好適に調整することができる。
また、上記ｂの配線が設けられている場合、一方の配線層の隣接する配線の容量に、ダミー配線間の容量が加わることから、隣接する配線間の容量を増大することができる。な
お、この一対のダミー配線は、上記別の配線層に一対の配線を投影した領域に設けられるようにすることが望ましい。

更に、上記ｃの配線が設けられている場合、所定の配線層の一対の配線のうちの少なくとも一方の配線に、上記別の配線層において、これと接続するダミー配線と隣接する配線（別の配線層の一対の配線のうちの他方）との間の容量が付与されることとなる。このため、このダミー配線と接続される配線については、隣接する配線との間の容量を増大させることができるようになる。
加えて、上記ｄの配線が設けられている場合、これら一対の配線の水平方向の間隔を拡大することなく、同一対の配線間の容量を好適に低減することができる。

更に、上記ｅの配線が設けられている場合、水平方向に隣接する配線同士が同一配線層内において水平方向に隣接する部分を極力低減することができ、ひいては、これら水平方向に隣接する配線間の容量を好適に削減することができるようになる。
また、上記ｆの配線が設けられている場合、信号伝搬用の配線が各電位固定配線と隣接する長さによって、信号伝搬用の配線での信号の伝搬速度や信号波形を調整することができるようになる。
なお、上記領域には、これらａ〜ｆの配線のうち少なくとも２つの配線が備えられることで、抵抗の増減、配線間容量等についての複数の要求要素を満足するようにすることが望ましい。
ちなみに、上記領域は、互いに平行に設けられた配線の線幅に対する中心線の間隔が単位間隔の整数倍となっているため、自動配線ツールによって簡易に設計することのできる領域ともなっている。

１１． 一の発明は、前記１０記載の発明において、前記ａ〜ｆの少なくとも１つの配線が備えられた前記領域は、所定の配線層において隣接する領域間で配線の敷設方向が互いに異なる複数の領域からなることをその要旨とする。
上記構成によれば、上記領域が隣接する領域間で配線の敷設方向が互いに異なる配線層を有する複数の領域からなるために、集積回路の各領域毎でそれぞれ適切な配線構造を適用することができる。

１２． 前記１１記載の発明は、前記配線の敷設方向が互いに異なる領域のうちの隣接する領域間の結線に、当該集積回路の基板面への投影が直線上にあって且つ配線層を乗り換えるようにして設けられた配線が用いられてなるようにしてもよい。
これにより、上記隣接する領域間の結線を行う配線経路を、迂回した経路等が取られることなく、経路長の好適に抑制されたものとすることができる。

１３． 一の発明は、レイアウトの実現された集積回路における配線層を仮物理配線層とし、該仮物理配線層のうちの所定の仮物理配線層の各配線の回路特性を所望とする回路特性とすべく、演算手段により、前記各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する工程を有することをその要旨とする。
上記設計方法によれば、仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する。このため、こうした変換による配線の形成手法を取らない従来の配線手法による配線では実現不可能な回路特性（配線の特性や配線間の容量等の特性）を実現することが可能となる。したがって、回路特性の調整を簡易に行うことができる。
更にこの際、仮物理配線層の各配線の配線経路を基本として配線の変換を行うため、同仮物理配線層の配線による電気的な接続態様を修正することなく、こうした回路特性の調整を行うことができる。
なお、ここで「略投影した領域」とは、必ずしも仮物理配線層に対する法線方向へ投影した領域そのものに限らず、同領域と接する領域も含む。また、「レイアウトの実現された集積回路」とは、各箇所の結線がなされたレイアウトデータやマスクデータを有する集積回路のことである。

１４． 一の発明は、集積回路の各素子の結線にかかる配線経路を決定する集積回路の設計方法において、前記結線を行う配線層を仮物理配線層とし、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づき、前記仮物理配線層上の配線経路を自動配線にて決定することをその要旨とする。
上記設計方法では、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性を前提として仮物理配線層上の配線経路を自動配線にて決定する。したがって、自動配線による配線経路の決定に際し、上記変換を前提としない配線では実現不可能な回路特性（配線の特性や配線間の容量等の特性）を用いることができるため、配線経路の選択の自由度を向上させることができ、ひいては自動配線による配線経路の決定にかかる演算負荷を低減することができる。
そして、こうして決定された配線経路に基づき、前記前提とされる配線への変換を行うなら、所望とする回路特性を有する配線を簡易に設計することができるようになる。このため回路特性の調整を簡易に行うことができる。しかも、こうして変換された配線は、当該集積回路の基板面への投影が互いに重なる（若しくは近接する）ために、上記投影が高密度となる配線を形成することが可能となる。
なお、ここで「略投影した領域」とは、必ずしも仮物理配線層に対する法線方向へ投影した領域そのものに限らず、同領域と接する領域も含む。

１５． 一の発明は、集積回路の各素子を自動配置する集積回路の設計方法において、前記集積回路の各箇所についての結線のなされる配線層を仮物理配線層とし、前記結線のなされる前記集積回路の所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づいて前記自動配置を行うことをその要旨とする。
上記設計方法では、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換することを前提とした回路特性に基づいて前記自動配置を行うようにしている。このため、自動配置による配置の決定に際し、上記変換を前提としない配線では実現不可能な回路特性（配線の特性や配線間の容量等の特性）に基づく配置を行うことができるため、配置の自由度を向上させることができる。特に、上記変換された配線は、変換前と比較して配置の高密度化を許
容しやすいために、上記設計方法によれば、集積回路の各素子の配置を高密度にすることができる。
そして、こうして決定された配置に基づき、上記前提とされる配線への変換を行うなら、決定された配置に適した回路特性を有する配線を簡易に設計することができるようになる。
なお、ここで「略投影した領域」とは、必ずしも仮物理配線層に対する法線方向へ投影した領域そのものに限らず、同領域と接する領域も含む。また、上記「結線」には、例えば配置を行うために見積もりとして行うスタイナー配線等を含むものとする。

１６． 一の発明は、前記１３〜１５のいずれかに記載の発明において、前記集積回路を複数の領域に分割する工程を更に有し、前記複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線への変換は、前記区画毎にそれぞれ設定された配線層数からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線への変換であることをその要旨とする。
上記設計方法では、各区画毎に配線への変換を行うために、所望とする回路特性を効率的に実現することができるようになる。特に、レイアウト設計においては、各配線層の全ての領域に渡って略均一に配線が敷設されるとは限らず、配線の敷設されない領域が形成されることが多い。この点、上記設計方法では、区画毎に上記変換を行うことで、配線の敷設されていない仮物理配線層を多く含む区画ほど展開する実配線層数を多くすることで、集積回路の最終的な配線層数の増大を好適に抑制することもできる。
なお、上記発明が前記１４に記載の発明の従属である場合、自動配線を、上記区画毎に配線の敷設についてのコストが定義された条件下、同コストを低減するようにして行うものとしてもよい。これにより、例えば高速性が要求される区画等、実配線層への展開を行うことで回路変数の調整が特に所望される区画については、コストを大きくするような定義をすることで、同区画において配線の敷設に使用される仮物理配線層数を低減させることができる。このため、この領域において上記変換に用いられる実配線層数を優先的に多くすることができる。

１７． 一の発明は、前記１６に記載の集積回路の設計方法において、隣接する区画間を跨ぐ実質的に同一の仮物理配線層の配線による結線態様を前記変換がなされたときにも維持すべく、これら各区画間を跨ぐ実配線層の配線経路を、該実配線層の乗り換えを利用して演算手段により設定する工程を更に有することをその要旨とする。
上述した態様にて各区画毎に上記変換を行う場合、隣接する区画間では必ずしも複数の実配線層の配線への変換の態様が同一とならない。したがって、隣接する区間間で同層となる実配線層であっても必ずしも配線の敷設方向が同一とならない。そして、こうした箇所については、これら両区画間の配線を互いに直接的に結線することは困難なものとなることがある。
この点、上記設計方法では、同一の仮物理配線層の配線による結線態様を変換がなされたときにも維持すべく、これら各区画間を跨ぐ実配線層の配線経路を、該実配線層の乗り換えを利用して設定することで、両区画の結線を好適に行うことができるようになる。なお、上記「結線」には、例えば配置を行うために見積もりとして行うスタイナー配線等を含むものとする。

１８． 一の発明は、多層配線構造を有する半導体集積回路において、線幅に対する中心線の間隔が単位間隔の整数倍となる態様にて配線が互いに平行に敷設されている領域を有し、且つ該領域には、前記配線の敷設方向が同一となる隣接する配線層を有することをその要旨とする。
上記構成では、配線の敷設方向が同一となる隣接する配線層を有することで、隣接する配線層の上記単位間隔については、これを近似させやすいものとなっている。このため、これら隣接する配線層間の電気的な接続を簡易に行うことができる。また、これら隣接する配線層間の電気的な接続に際し、同配線層間に中間の配線層を介す場合のように同中間の配線層の配線との干渉が生じることを好適に回避することができる。このため、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。
また、上記領域においては、配線の線幅に対する中心線の間隔が所定の単位間隔の整数倍に設定されているために、当該集積回路の設計時における結線を規則的なパターンに従って簡易に行うこともできる。したがって、特に上記領域の結線を自動配線ツールにて行う場合においては、同ツールのプログラミングの簡易化や、同ツールによる結線時の処理の簡易化を図ることもできる。
なお、この領域には、集積回路のうち論理回路が形成されることが望ましい。これに対し、集積回路のうち上記領域以外には、メモリやアナログ回路、Ｉ／Ｏ（入力／出力）回路等が形成されることが望ましい。

１９． 一の発明は、前記１８に記載の発明において、前記多層配線構造は、上層の配線層ほど前記単位間隔が大きく設定されてなることをその要旨とする。
上記構成では、上層の配線層ほど前記単位間隔が大きくなるいわゆる逆スケーリング則が適用されているために、上層の配線層の配線ほど、配線抵抗を低減しやすい構成となっている。このため、上層の配線層においては、互いに離間した箇所同士を結線する配線長の長い配線を敷設することができる。
しかも上記構成では、配線の敷設方向が同一となる隣接する配線層を有するために、逆スケーリング則が適用されてはいるものの、上記隣接配線層間の上記単位間隔についてはこれを略近似したものとすることができる。

２０． 一の発明は、前記１８または１９に記載の発明において、前記隣接する配線層において、前記単位間隔が略同一に設定されてなることをその要旨とする。
上記構成によれば、隣接する配線層において、上記単位間隔を略同一とするために、これら配線層間における配線の電気的な接続等を簡易に行うことができるようになる。

２１． 一の発明は、前記１８〜２０に記載のいずれかの発明において、前記隣接する配線層において、各層の配線が前記単位間隔よりも大きい間隔で敷設され、且つ、当該半導体集積回路の基板面上から見たときに各層の配線が重ならないように敷設されてなることをその要旨とする。
上記構成では、同一配線層内において隣接配線の間隔を大きくとることができるため、
隣接配線間の容量が小さくなり、クロストークノイズを抑制することができる。また、配線の敷設方向が同一である隣接配線層の配線と、配線の敷設方向が異なる別の配線層の配線とを電気的に接続する場合、隣接配線層内の別の層の配線が障害になることなく直接接続可能であるため、その接続を簡易に行うことができ、自動配線ツールでの接続経路を計算するのに要する時間や負荷を軽減することができるようになる。

２２． 一の発明は、前記１８〜２１のいずれかに記載の発明において、前記隣接する配線層のうちのいずれか一方の配線層に隣接して設けられた一対の配線のうちのいずれか一方の配線が他方の配線層に乗り換えるようにして設けられていることをその要旨とする。
上記構成では、同一配線層内において一対の配線が互いに隣接する部分を極力低減することができ、ひいては、これら一対の配線間の容量を好適に削減することができるようになる。しかも、この乗り換えを隣接する配線層間で行うために、乗り換えを行う配線層間に別の配線層を有する場合のように乗り換えに際して別の配線層の配線との干渉を回避することもできる。

２３． 一の発明は、前記１８〜２２のいずれかに記載の発明において、前記隣接する配線層の一方の配線層には、信号伝搬用の配線と電位の固定された第１の配線とが互いに隣接して設けられているとともに、他方の配線層には、該他方の配線層への前記信号伝搬用の配線の投影領域を包含するようにして形成された電位の固定された第２の配線が形成されており、且つこれら第１及び第２の配線は電気的に接続されて前記信号伝搬用の配線のシールド配線を構成することをその要旨とする。
上記構成では、隣接する配線層を用いてシールド配線を構成した。これにより、シールド配線を構成する配線を設ける配線層間に別の配線層を有する場合のようにシールド配線間の電気的な接続と上記別の配線層の配線との干渉を回避することができる。これにより、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易に行うことができるようになる。

２４． 一の発明は、多層配線構造を有する半導体集積回路において、隣接する配線層の一方の配線層には、信号伝搬用の配線と電位の固定された第１の配線とが互いに平行且つ隣接して設けられているとともに、他方の配線層には、該他方の配線層への前記信号伝搬用の配線の投影領域を包含するようにして形成された電位の固定された第２の配線が形成されており、且つこれら第１及び第２の配線は電気的に接続されて前記信号伝搬用の配線のシールド配線を構成することをその要旨とする。
上記構成では、隣接する配線層を用いてシールド配線を構成した。これにより、シールド配線を構成する配線を設ける配線層間に別の配線層を有する場合のようにシールド配線間の電気的な接続と上記別の配線層の配線との干渉を回避することができる。これにより、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易に行うことができるようになる。

２５． 一の発明は、配置の終了した半導体集積回路に対し自動配線ツールを用いて結線を行う半導体集積回路の設計方法において、前記結線を、配線の敷設方向を隣接する配線層間で同一とする配線層を設定しつつ行うことをその要旨とする。
上記設計方法では、配線の敷設方向を同一とする隣接する配線層を設定しつつ結線を行うために、この結線を互いに平行に敷設される配線の線幅に対する中心線の間隔が単位間隔の整数倍に設定される場合、隣接する配線層の単位間隔については、これを近似させやすい。このため、隣接する配線層間の電気的な接続を容易に行うことができる。また、隣接する配線層間に中間の配線層を介す場合のように、隣接する配線層間の電気的な接続と中間の配線層の配線との干渉が生じることを回避することができる。このため、微細化に伴う諸問題に簡易に対処することができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。

２６． 一の発明は、前記２２に記載の発明において、前記隣接する配線層において、各層の配線が前記単位間隔よりも大きい間隔で敷設され、且つ、当該半導体集積回路の基板面上から見たときに各層の配線が重ならないように敷設される領域を更に設定しつつ、前記結線を行うことをその要旨とする。
上記設計方法では、同一配線層内において隣接配線の間隔を大きくとることができるため、隣接配線間の容量が小さくなり、クロストークノイズを抑制することができる。また、配線の敷設方向が同一である隣接配線層の配線と、配線の敷設方向が異なる別の配線層の配線とを電気的に接続する場合、隣接配線層内の別の層の配線が障害になることなく直接接続可能であるため、その接続を簡易に行うことができ、自動配線ツールでの接続経路を計算するのに要する時間や負荷を軽減することができるようになる。

２７． 一の発明は、配置の終了した半導体集積回路に対し自動配線ツールを用いて結線を行う半導体集積回路の設計方法において、前記結線に際し、配線の電気的特性の調整が所望される所定の条件下、配線の敷設方向を隣接する配線層間で同一とする領域を設けることをその要旨とする。
上記設計方法では、配線の敷設方向を隣接する配線層間で同一とする領域を設けることで、隣接する配線層の単位間隔については、これを近似させやすい。このため、この領域においては、隣接する配線層間の電気的な接続を容易に行うことができる。また、この領域においては、隣接する配線層間に中間の配線層を介す場合のようにこれら隣接する配線層間の電気的な接続と中間の配線層の配線との干渉を回避することができる。このため、電気的特性の調整が所望される配線について、同電気的特性の調整を簡易に行うことができ、ひいては、より効率的な設計を行うことができるようになる。

２８． 一の発明は、前記２３に記載の発明において、前記電気的特性の調整が所望される所定の条件を満たす配線としてノイズ対策の所望される配線である被シールド配線の敷設領域が設定されたとき、同敷設領域に隣接する領域と前記敷設領域の上層及び下層の少なくとも一方へ同敷設領域を投影した領域とに電位の固定された配線である電位固定配線を敷設するとの条件下、前記自動配線ツールにて電位固定配線と被シールド配線との敷設方向を同一としつつこれらを敷設することをその要旨とする。
上記設計方法では、被シールド配線をシールドする電位の固定されたシールド配線としての電位固定配線を、隣接する配線層を用いて構成した。これにより、シールド配線を構成する配線を設ける配線層間に別の配線層を有する場合のようにシールド配線間の電気的な接続が上記別の配線層の配線と干渉することを回避することができる。これにより、配線リソースを大きく損なうことなく、シールド配線を構成することができ、クロストーク、電磁障害（ＥＭＩ）対策を簡易に行うことができるようになる。

なお、上記各実施形態及びその変形例から把握することのできる技術思想としては、以下のものがある。
上記１３〜１５のいずれかに記載の集積回路の設計方法であって、
前記複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線への変換は、ａ．前記仮物理配線層の所定の配線を、該所定の配線を前記実配線層へ略投影した領域のうち少なくとも２つの配線層の領域に敷設されて且つ互いに並列に接続された配線へ変換するもの、ｂ．前記仮物理配線層の所定の配線を、該所定の配線を前記実配線層へ略投影した領域のうち少なくとも２つの配線層の領域に敷設されて且つ互いに直列に接続された配線へ変換するもの、ｃ．前記仮物理配線層に互いに隣接して平行に設けられた一対の配線を、該一対の配線を前記実配線層へ略投影した領域のうちの複数の配線層の領域に敷設されて且つ互いに接続された配線へ変換するもの、ｄ．前記仮物理配線層において互いに最も近接した配線同士からなる一対の配線を、該一対の配線を前記実配線層へ略投影した領域内であって且つ前記一対の配線同士が互いに異なる配線層となるようにして設けられた配線へ変換するもの、ｅ．前記仮物理配線層において互いに最も近接した配線同士からなる一対の配線を、該一対の配線を前記実配線層へ略投影した領域のうちの少なくとも２つの配線層の領域であって且つビアホールを介して交互に乗り換えるようにして設けられた配線へ変換するもの、ｆ．前記仮物理配線層において互いに異なる電位に固定された複数の配線である複数の電位固定配線と信号伝播用の配線とを、該複数の電位固定配線及び信号伝搬用の配線のうちの少なくとも一つの配線が配線層を乗り換えるようにして形成された配線へ変換するもののうち少なくとも１つの変換であることを特徴とする集積回路の設計方法。

以上のように、本発明は、集積回路および集積回路の設計方法などに利用可能である。

Claims (30)

1. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   互いに実質的に同一の経路方向を有するとともに、前記集積回路の基板への投影が互いにオーバーラップする態様にて複数の配線層に敷設された配線
   を備え、前記複数の配線層に敷設された配線が、ビアホールを介して接続されることにより、前記集積回路の所望の２点を結線する一の配線であって、任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、任意の素子の特定の端子の電位を固定する配線、および配線の一端が実質的にオープンとされる配線のいずれか一の配線を構成することを特徴とする集積回路。
2. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   前記集積回路の所望の２点を結線する第１の配線と、
   前記第１の配線の敷設される配線層とは別の配線層に敷設される第２の配線と、
   を備え、前記第１の配線と前記第２の配線は、前記基板への投影が互いにオーバーラップする態様にて敷設され、ビアホールを介して接続されることにより前記所望の２点を結線する一の配線であって、任意の２つの素子の各特定の端子間を結線する配線、任意の素子の特定の端子の電位を固定する配線、および配線の一端が実質的にオープンとされる配線のいずれか１の配線を構成することを特徴とする集積回路。
3. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   前記集積回路の所望の２点を結線する第１の配線と、
   前記第１の配線の敷設される配線層とは別の配線層に敷設される前記第１の配線と平行な第２の配線と、
   を備え、前記第１の配線と第２の配線は、前記第１の配線に対し前記第２の配線を電気的に並列に接続せしめることにより前記所望の２点を結線する１の配線を構成することを特徴とする集積回路。
4. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   前記基板への投影が互いにオーバーラップする態様にて複数の配線層に平行に敷設された複数の配線を備え、
   前記複数の配線は、配線層ごとに信号の伝搬方向を反転させる態様にてビアホールを介して電気的に直列に接続されることにより、前記集積回路の所望の２点を結線する１の配線を構成することを特徴とする集積回路。
5. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   配線の敷設方向および敷設間隔が隣接する配線層間で実質的に同一に設定されている領域を備え、
   前記領域において、隣接する配線層のうち一方の配線層に敷設される配線が、他方の配線層に敷設される配線に対して、敷設方向と垂直をなす方向に配線の敷設間隔よりも小さい範囲でオフセットする態様にて設けられる部分を有することを特徴とする集積回路。
6. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   ある一の配線層に第１の配線および第２の配線のいずれか一方が敷設される一部の箇所において、他方の配線を他の配線層へと逃がすようにして敷設し、かつ前記第１の配線と第２の配線が、前記基板への投影が互いに隣接するよう平行に敷設したことを特徴とする集積回路。
7. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   所定の配線層に互いに隣接して平行に敷設された第１の一対の配線と、
   前記所定の配線層とは別の配線層に互いに隣接して平行に敷設された第２の一対の配線と、
   を備え、前記第２の一対の配線は、前記第１の一対の配線と前記基板への投影がオーバーラップする態様にて設けられており、一端をビアホールを介して前記第１の一対の配線に接続せしめることにより前記第２の一対の配線は、他端が実質的にオープンとされるダミー配線として形成されることを特徴とする集積回路。
8. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   複数の配線層に敷設された配線をビアホールを介して並列に接続して構成される第１の配線と、
   前記第１の配線を構成する配線が敷設される複数の配線層と同一の配線層に敷設された配線をビアホールを介して並列に接続して構成される第２の配線と、
   を備え、前記第１の配線と前記第２の配線それぞれを構成する配線は、互いに対応する同一の配線層で隣接して平行に設けられることを特徴とする集積回路。
9. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
   複数の配線層に前記基板への投影がオーバーラップする態様にて敷設された配線をビアホールを介して電気的に直列に接続して構成される第１の配線と、
   前記第１の配線を構成する配線が敷設される複数の配線層と同一の配線層に前記基板への投影がオーバーラップする態様にて敷設された配線をビアホールを介して電気的に直列に接続して構成される第２の配線と、
   を備え、前記第１の配線と前記第２の配線それぞれを構成する配線は、互いに対応する同一の配線層で隣接して平行に設けられることを特徴とする集積回路。
10. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
    信号伝搬用の配線と、
    互いに異なる電位に固定された複数の電位固定配線と、
    を備え、前記信号伝搬用の配線と前記電位固定配線のいずれか一の配線は、その一部を他の配線層へと逃がすようにして敷設され、その際前記信号伝搬用の配線と前記複数の電位固定配線の前記基板への投影が互いに隣接することを許して敷設されることを特徴とする集積回路。
11. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
    配線が実質的に同一方向に、かつ予め規定された単位間隔の整数倍の間隔で敷設される複数の配線層を有する領域を備え、前記領域内に、請求項３〜１０に記載の集積回路の少なくとも１つが形成されること特徴とする集積回路。
12. 隣接しあう領域間では、少なくとも一の配線層において配線の敷設方向が互いに異なることを特徴とする請求項１１に記載の集積回路。
13. 前記隣接する領域において配線の敷設方向が互いに異なる配線層の配線にて、前記隣接する領域間の結線となる配線においては、基板への投影が一直線上となる態様にて他の配線層に敷設された配線を利用して結線されることを特徴とする請求項１２記載の集積回路。
14. レイアウトの実現された集積回路における配線層を仮物理配線層とし、該仮物理配線層のうちの所定の仮物理配線層の各配線の回路特性を所望の回路特性とすべく、演算手段により、前記各配線を複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換する工程を有することを特徴とする集積回路の設計方法。
15. 集積回路の各素子の結線に係る配線経路を決定する集積回路の設計方法において、
    前記結線を行う配線層を仮物理配線層とし、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に得られる回路特性を予測しつつ、この予測結果に基づいて前記仮物理配線層上の配線経路を最適化することを特徴とする集積回路の設計方法。
16. 集積回路の各素子を配置する集積回路の設計方法において、
    前記集積回路の各箇所についての結線のなされる配線層を仮物理配線層とし、前記結線のなされる前記集積回路の所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に得られる回路特性を予測しつつ、この予測結果に基づいて各素子の配置の最適化を行うことを特徴とする集積回路の設計方法。
17. 集積回路の回路構成を決定する集積回路の設計方法において、
    前記回路構成に必要な結線を行う配線層を仮物理配線層とし、所定の仮物理配線層の各配線を、複数の配線層からなる実配線層へ略投影した領域の少なくとも１つの領域を用いて形成される配線に変換した場合に得られる回路特性を予測しつつ、この予測結果に基づいて回路構成の最適化を行うことを特徴とする集積回路の設計方法。
18. レイアウトされた回路素子を結線して回路ブロックを形成するために、設計時に仮想的に使用される仮配線を仮物理配線層に敷設するステップと、
    前記仮配線の敷設態様により形成される前記回路ブロックの諸特性が所望の特性を満たしているかを演算手段により判定するステップと、
    仮物理配線層に敷設された仮配線を、実際の配線が敷設される実配線層に実配線として展開するステップと、
    を備え、前記実配線層への仮配線の展開は、一の仮物理配線層に敷設された仮配線を、対応する複数の実配線層に転写し、前記判定により所望の特性を満たさないと判定された回路ブロックが転写された領域内の実配線を、前記回路ブロックが所望の特性を満たすように前記複数の実配線層の配線を利用して再度敷設し直すことを特徴とする集積回路の設計方法。
19. 前記集積回路を複数の区画に分割するステップをさらに備え、
    分割された複数の区画ごとに、前記仮物理配線層と前記実配線層との対応関係を異ならしめることを特徴とする請求項１８に記載の集積回路の設計方法。
20. 区画の分割を行い、区画ごとに仮物理配線層と実配線層との対応関係を異ならしめて、仮物理配線層の配線から実配線層の実配線への展開を行った結果、配線の敷設方向が隣接する区間にて互いに異なる場合に、前記隣接する区間を跨いで結線するための配線を、演算手段を用いて仮物理配線層での配線時の結線態様を維持しつつ、仮物理配線層から複数の実配線層への展開により形成する実配線として敷設することを特徴とする集積回路の設計手法。
21. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
    隣接する配線の敷設間隔が配線層ごとに予め規定された単位間隔の整数倍となる態様にて、複数の配線が互いに平行に敷設されている領域を有し、
    前記領域には、互いに配線の敷設方向を同一とする、少なくとも一対の隣接する配線層が含まれることを特徴とする集積回路。
22. 前記配線層ごとに予め規定された単位間隔は、前記一対の隣接する配線層において略同一に設定されることを特徴とする請求項２１に記載の集積回路。
23. 前記一対の隣接する配線層には、複数の配線が前記単位間隔の２倍以上の間隔で敷設されており、
    前記一対の隣接する配線層に敷設される複数の配線は、基板への投影が互いに重ならないようにオフセットして敷設されることを特徴とする請求項２１または２２のいずれかに記載の集積回路。
24. 前記一対の隣接する配線層のいずれか一方の配線層には、互いに隣接する二本の配線が敷設されており、
    前記隣接する二本の配線のうちいずれか一方の配線がビアホールを介して他方の配線層に乗り換えることにより、前記隣接する二本の配線間の距離が実質的に遠くなるように敷設されることを特徴とする請求項２１または２２のいずれかに記載の集積回路。
25. 前記一対の隣接する配線層のいずれか一方の配線層には、信号伝搬用の配線と電位固定用の第１の配線とが互いに隣接して敷設されており、
    他方の配線層には、電位固定用の第２の配線が、前記信号伝搬用の配線を他方の配線層へ投影して形成される領域を包含するようにして敷設されており、
    第１および第２の配線は電気的に接続されて前記信号伝搬用の配線のシールド配線を構成することを特徴とする請求項２１または２２のいずれかに記載の集積回路。
26. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路であって、
    一対の隣接する配線層のうち一方の配線層には、信号伝搬用の配線と電位固定用の第１の配線とが互いに平行かつ隣接して敷設されるとともに、
    他方の配線層には、電位固定用の第２の配線が、前記信号伝搬用の配線を他方の配線層へ投影して形成される領域を包含するようにして敷設されており、
    これら第１および第２の配線は電気的に接続されて前記信号伝搬用の配線のシールド配線を構成することを特徴とする集積回路。
27. 基板上に形成される多層配線構造を有する集積回路の設計方法であって、
    レイアウトされた回路素子を結線するために複数の配線層に配線を自動配線ツールによって敷設するステップを備え、前記自動配線ツールは、隣接する配線層間で配線の敷設方向が同一となる領域を設定し、前記領域内の隣接する配線層の配線を、予め規定された単位間隔の整数倍の間隔にて敷設することを特徴とする集積回路の設計方法。
28. 前記自動配線ツールは、前記領域内の隣接する配線層の一方の配線層に敷設される配線を、他方の配線層に敷設される配線に対して、敷設方向と垂直をなす方向に配線の敷設間隔よりも小さい範囲でオフセットする態様にて敷設することを特徴とする請求項２７に記載の集積回路の設計方法。
29. 前記自動配線ツールは、電気的特性の調整が必要とされる配線が敷設される範囲を、前記領域として設定することを特徴とする請求項２７に記載の集積回路の設計方法。
30. 前記自動配線ツールは、前記領域に電気的特性として低雑音化が要求される信号伝搬用の配線を敷設する場合、前記領域内の一の配線層に前記信号伝搬用の配線を敷設し、前記一の配線層と隣接しかつ互いに配線の敷設方向を同一とする配線層に、前記信号伝搬用の配線の投影を包含する態様にてシールド配線として機能する電位固定用の配線を敷設することを特徴とする請求項２９に記載の集積回路の設計方法。

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