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JP2005101620A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2005101620A
JP2005101620A JP2004289874A JP2004289874A JP2005101620A JP 2005101620 A JP2005101620 A JP 2005101620A JP 2004289874 A JP2004289874 A JP 2004289874A JP 2004289874 A JP2004289874 A JP 2004289874A JP 2005101620 A JP2005101620 A JP 2005101620A
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layout
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redundant
mask
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香津生 都筑
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】 短い期間で設計及び設計変更が可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】 素子を形成する素子層の上に積層された複数の配線層において、この複数の配線層のうち少なくとも1つの配線層と、この配線層の上層の配線層とが交差する領域に、前記少なくとも1つの配線層の配線WL及びこの上層の配線層の配線WUとにより形成された十字型の冗長配線WR1を有する。すなわち、設計の変更により、配線WUと直行させる配線WLを設ける必要が生じた場合、冗長ヴィアホールVRに対して上層の配線WR2の結線を行い直行配線を可能とする冗長配線WR1及び冗長ヴィアホールVRによる構造を備える。
【選択図】 図16
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that can be designed and changed in a short period of time.
In a plurality of wiring layers stacked on an element layer forming an element, a region where at least one wiring layer of the plurality of wiring layers intersects with an upper wiring layer of the wiring layer is provided. And a cross-shaped redundant wiring WR1 formed by the wiring WL of the at least one wiring layer and the wiring WU of the upper wiring layer. In other words, when it becomes necessary to provide a wiring WL that is orthogonal to the wiring WU due to a change in design, the redundant wiring WR1 and the redundant via hole that enable direct wiring by connecting the upper wiring WR2 to the redundant via hole VR. It has a VR structure.
[Selection] FIG.

Description

本発明は、半導体装置のレイアウト設計の仕様変更に応じて、接続構造の変更が容易な構造を有する半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device having a structure in which a connection structure can be easily changed in accordance with a change in a layout design specification of the semiconductor device.

近年、電子機器の高機能化・高性能化や小型化の進展に伴い、比較的短時間で開発が可能な特定ユーザ向けの半導体装置(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)へのニーズが増加している。そこで、ASICの開発期間をさらに短縮するためにゲートアレイ方式や、ゲートアレイ方式を一部に取り込んだエンベッデドゲートアレイ方式が提案されている。   In recent years, with the progress of higher functionality, higher performance, and miniaturization of electronic devices, there has been an increasing need for semiconductor devices (Application Specific Integrated Circuits: ASICs) for specific users that can be developed in a relatively short time. Yes. Therefore, in order to further shorten the development period of the ASIC, a gate array method and an embedded gate array method incorporating a part of the gate array method have been proposed.

ゲートアレイ方式では、予めマスタースライスとして準備されたアレイ状に配列されたゲートを、各ユーザの仕様に従って配線することによって、それぞれのユーザ向けの論理回路を形成する。配線の設計だけで、各ユーザの仕様に対応するので、開発コストの削減と開発期間の短縮とが可能になる。   In the gate array method, gates arranged in an array prepared in advance as a master slice are wired according to the specifications of each user, thereby forming a logic circuit for each user. Since only the wiring design corresponds to the specifications of each user, the development cost can be reduced and the development period can be shortened.

エンベッデドゲートアレイ方式は、部分的にゲートアレイ方式を採用する。仕様が確定しているか否かに基づいて、機能回路(単に「素子」または「セル」ともいう。)を確定回路部(確定素子または確定セル)と未確定回路部(未確定素子または未確定セル)とに分類する。確定回路部にはスタンダードセル方式を用い、未確定回路部にはゲートアレイ方式を用いる。未確定回路部の仕様が確定した後に、未確定回路部に形成されたアレイ状のゲートを決定された仕様に従って配線する。この方式によれば、例えばメモリ部のような確定回路部を予めレイアウト設計まで完了させるので、レイアウト設計に要する開発期間は未確定回路部に対する設計期間のみですむので、開発期間をさらに短縮することが可能になる。さらに、確定回路部にはスタンダードセルを用いることができるので、ゲートアレイ方式に比べて集積度を高める(チップを小面積化する)ことができる。エンベッデドゲートアレイ方式のLSIは、例えば、特許文献1に開示されている。   The embedded gate array method partially adopts the gate array method. Based on whether or not the specification is fixed, the functional circuit (also simply referred to as “element” or “cell”) is determined by a fixed circuit section (determined element or determined cell) and an undefined circuit section (undefined element or undefined). Cell). A standard cell system is used for the deterministic circuit section, and a gate array system is used for the undefined circuit section. After the specification of the undetermined circuit unit is determined, the arrayed gates formed in the undetermined circuit unit are wired according to the determined specification. According to this method, for example, a definite circuit section such as a memory section is completed up to layout design in advance, so the development period required for layout design is only the design period for the undefined circuit section, so the development period can be further shortened. Is possible. Furthermore, since standard cells can be used for the deterministic circuit portion, the degree of integration can be increased (the chip area can be reduced) compared to the gate array method. An embedded gate array type LSI is disclosed in Patent Document 1, for example.

ここで、本願明細書で用いる用語の定義を図20を参照しながら説明する。LSIの幾何学的な構造を規定するものはレイアウト900と呼ばれる。LSIのレイアウト900は、機能回路(またはセル)を規定する素子レイアウト(セルレイアウト)920と、「配線」を規定する配線レイアウト940とを有する。素子レイアウト920は、複数の素子平面レイアウト922、923、924、925および926を有している。素子平面レイアウト922、923、924、925および926は、それぞれ、N-well、活性領域、ポリシリコン層、P+イオン注入領域およびN+イオン注入領域をそれぞれ規定している。配線レイアウト940が有する複数の配線平面レイアウト942、943、944、および945は、それぞれ、コンタクトホール、第1配線、スルーホールおよび第2配線のパターンを規定している。「配線(interconnection)」は平面内の配線(interconection line)だけでなく、スルーホール(ヴィアホール)を介した層間接続(interlayer connection)を含む。通常のフォトリソグラフィ工程を用いて半導体装置を製造するために、各平面レイアウトに対応するマスクが製造される。   Here, definitions of terms used in this specification will be described with reference to FIG. What defines the geometric structure of an LSI is called a layout 900. The LSI layout 900 includes an element layout (cell layout) 920 that defines a functional circuit (or cell) and a wiring layout 940 that defines “wiring”. The element layout 920 has a plurality of element plane layouts 922, 923, 924, 925 and 926. The element plane layouts 922, 923, 924, 925, and 926 define an N-well, an active region, a polysilicon layer, a P + ion implantation region, and an N + ion implantation region, respectively. A plurality of wiring plane layouts 942, 943, 944, and 945 included in the wiring layout 940 respectively define contact hole, first wiring, through hole, and second wiring patterns. “Interconnection” includes not only interconnection in a plane but also interlayer connection through a through hole (via hole). In order to manufacture a semiconductor device using a normal photolithography process, a mask corresponding to each planar layout is manufactured.

上述のゲートアレイ方式やエンベデドゲートアレイ方式のLSIにおいても、ゲート数の増加および配線層の多層化が進むにつれて、レイアウト設計に時間がかかるという問題とともに、マスクの製造にかかる費用および時間が増加するという問題がある。特に、微細なパターン(例えばデザインルールが0.25μm以下)を形成するためのマスクは、従来のマスク(例えばデザインルールが0.35μm以上)に比べ著しく高価であり、且つ、多層化も進んでいるので、1つの半導体装置を製造するために必要なマスクの枚数も大幅に増加(例えば6層配線以上)している。その結果、マスクを製造するためにかかる費用および時間の増加が、半導体装置の開発コストの増大および開発期間の長期化を招く主要因子となりつつある。   Even in the above-mentioned gate array type and embedded gate array type LSIs, as the number of gates and the number of wiring layers increase, the layout design takes time and the cost and time for mask production increase. There is a problem of doing. In particular, a mask for forming a fine pattern (for example, the design rule is 0.25 μm or less) is significantly more expensive than a conventional mask (for example, the design rule is 0.35 μm or more), and the number of layers is increasing. Therefore, the number of masks necessary for manufacturing one semiconductor device is also greatly increased (for example, six-layer wiring or more). As a result, an increase in cost and time required for manufacturing a mask is becoming a major factor that causes an increase in development cost of a semiconductor device and a prolonged development period.

図21を参照しながら、従来のLSIのレイアウト設計方法を説明する。   A conventional LSI layout design method will be described with reference to FIG.

図21は、一旦設計したLSIに、回路変更(接続構造の変更)が必要になった場合の従来のレイアウト設計方法のフローチャートを示す。   FIG. 21 shows a flowchart of a conventional layout design method in the case where a circuit change (change in connection structure) is necessary for a once designed LSI.

工程S1700において、初期仕様の接続情報を示すネットリストN1に基づいてレイアウト設計を行う。この段階で、初期仕様に対応する初期レイアウトが生成される。なお、設計変更が必要無い場合には、初期レイアウトが出力され、初期レイアウトに基づいて、マスク(厳密にはマスクのセット)が作製される。マスクのセットは、初期レイアウトが有する各平面レイアウトに一対一で対応するマスクを含む。   In step S1700, layout design is performed based on the netlist N1 indicating the connection information of the initial specification. At this stage, an initial layout corresponding to the initial specification is generated. If no design change is required, an initial layout is output, and a mask (strictly, a set of masks) is produced based on the initial layout. The set of masks includes masks corresponding one-to-one to each planar layout of the initial layout.

工程S1710において、回路変更に対応して、変更された接続情報を示すネットリストN2を生成する。   In step S1710, in response to the circuit change, a netlist N2 indicating the changed connection information is generated.

工程S1720において、ネットリストN2に基づいて、改めてレイアウト設計を行う。ここで、変更された仕様に対応する修正後レイアウトが生成される。修正レイアウトの生成は、初期レイアウトとは全く独立に行われる。例えば、ゲートアレイ方式の場合には、全ての配線が再配線される。   In step S1720, layout design is performed again based on the netlist N2. Here, a modified layout corresponding to the changed specification is generated. The modified layout is generated completely independently of the initial layout. For example, in the case of the gate array system, all wirings are rewired.

工程S1730において、ネットリストN2に対応する修正後のレイアウトを出力する。出力された修正後のレイアウトに基づいて、マスクが作製される。
米国特許第4786631号明細書
In step S1730, the corrected layout corresponding to the netlist N2 is output. A mask is produced based on the output layout after correction.
US Pat. No. 4,786,631

上述の従来技術には、下記の問題がある。図21に示した従来のレイアウト方法をゲートアレイ方式のLSIに適用した場合を例に、その問題点を説明する。   The prior art described above has the following problems. The problem will be described by taking as an example the case where the conventional layout method shown in FIG. 21 is applied to a gate array type LSI.

設計変更後のネットリストN2に基づいて、ゲートアレイ方式のLSIのレイアウト変更を行う場合、配線レイアウトだけを再配線(再設計)すればよいものの、全配線を対象に再配線が実行される。従って、レイアウト設計のための工程数およびマスク枚数、つまり修正期間および修正コストを低減できない。もし、初期レイアウトに基づいてマスクが作製されていれば、すべてのマスクを破棄し、新たなマスクを最初から作製することになる。さらに、実際にLSIを製造するラインにウエハ(マスタスライス)が投入されていれば、仕掛品も全て破棄せざるを得ない。   When the layout of a gate array type LSI is changed based on the netlist N2 after the design change, only the wiring layout needs to be rewired (redesigned), but the rewiring is executed for all the wirings. Therefore, the number of steps for layout design and the number of masks, that is, the correction period and the correction cost cannot be reduced. If masks are produced based on the initial layout, all masks are discarded and a new mask is produced from the beginning. Furthermore, if a wafer (master slice) is put in a line for actually manufacturing an LSI, all work in progress must be discarded.

たとえば、入出力信号の変更、電源系におけるプルアップの変更等の軽微な変更に対しても、上述のレイアウト方法によると、配線層に対する全てのマスクを作製し直さなければならい。さらに、1つのチップに集積される回路が増加するにつれて、仕様変更の可能性も高くなりつつあるので、設計変更によるマスク製造費用の増大およびマスク製造時間の長期化は、深刻な問題になりつつある。   For example, even for a minor change such as a change in an input / output signal or a pull-up change in a power supply system, all the masks for the wiring layer must be recreated according to the layout method described above. In addition, as the number of circuits integrated on a single chip increases, the possibility of changing specifications is increasing. Therefore, the increase in mask manufacturing costs and the increase in mask manufacturing time due to design changes are becoming serious problems. is there.

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来よりも短い期間で設計が可能な半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be designed in a shorter period of time.

本発明の半導体装置は、複数の素子を形成する素子層と、前記素子層の上に積層され、前記複数の素子を互いに電気的に接続する配線を形成する複数の配線層とを有し、前記複数の配線層のうちの少なくとも1つの配線層は、前記少なくとも1つの配線層の上層に形成されている配線と交差する領域に設けられた冗長配線を有し、前記冗長配線は、少なくとも互いに交差する方向に延びる2つの導体部分を有しており、そのことによって上記目的が達成される。   The semiconductor device of the present invention has an element layer that forms a plurality of elements, and a plurality of wiring layers that are stacked on the element layer and form wirings that electrically connect the plurality of elements to each other, At least one wiring layer of the plurality of wiring layers has a redundant wiring provided in a region intersecting with a wiring formed in an upper layer of the at least one wiring layer, and the redundant wirings are at least mutually It has two conductor parts extending in the intersecting direction, whereby the above object is achieved.

本発明の他の半導体装置は、複数の素子を形成する素子層と、前記素子層の上に積層され、前記複数の素子を互いに電気的に接続する配線を形成する複数の配線層とを有し、前記複数の配線層のうちの少なくとも1つの配線層に形成された配線間に、規則的に配置された複数の冗長配線を有し、そのことによって上記目的が達成される。   Another semiconductor device of the present invention includes an element layer that forms a plurality of elements, and a plurality of wiring layers that are stacked on the element layer and form wirings that electrically connect the plurality of elements to each other. In addition, a plurality of redundant wirings regularly arranged between the wirings formed in at least one of the plurality of wiring layers are provided, thereby achieving the above object.

本発明による半導体装置によれば、仕様変更に伴い回路変更があった場合に、容易にレイアウトを変更することができるので、半導体装置の開発期間を短縮することができる。例えば、一旦レイアウト設計が終了した後の仕様変更に対して、迅速に対応することができる。また、仕様変更に伴うレイアウトの変更を、最小限の数の配線平面レイアウトの変更で対応することが可能となる。従って、マスクの製造にかかる時間と費用を削減することができる。さらに、レイアウトを変更する配線平面レイアウトを出来るだけ上層の配線平面レイアウト(半導体プロセスの後の方の工程で使用するマスクに対応)に限ることが可能となるので、製造プロセスの進展によっては、仕掛品を無駄にすることなく、製造時間および製造費用を削減することが可能となる。   According to the semiconductor device of the present invention, when the circuit is changed due to the specification change, the layout can be easily changed, so that the development period of the semiconductor device can be shortened. For example, it is possible to quickly respond to a specification change after the layout design is once completed. In addition, it is possible to deal with layout changes accompanying changes in specifications with a minimum number of wiring plane layout changes. Accordingly, it is possible to reduce the time and cost for manufacturing the mask. Furthermore, since it is possible to limit the wiring plane layout for changing the layout to the uppermost wiring plane layout as much as possible (corresponding to the mask used in the later process of the semiconductor process), depending on the progress of the manufacturing process, It is possible to reduce manufacturing time and manufacturing cost without wasting the product.

また、本発明による冗長配線を有する半導体装置は、上述したレイアウト変更を容易にするとともに、配線特性(遅延特性など)を最適化しやすい構造を有する。   Further, the semiconductor device having redundant wiring according to the present invention has a structure that facilitates the layout change described above and easily optimizes the wiring characteristics (delay characteristics, etc.).

本発明によると、従来よりも短い期間で設計が可能な半導体装置が提供される。   According to the present invention, a semiconductor device that can be designed in a shorter period of time than before is provided.

本発明に関連するレイアウト方法のフローチャートを図1に示す。   A flow chart of a layout method related to the present invention is shown in FIG.

まず、工程S100で、第1ネットリストN1を用意する。第1ネットリストは、特定ユーザ向けのLSIの初期仕様に対応して生成されたものであっても良いし、汎用性のある基本仕様に対応して生成されたものであってもよい。次に、工程S200で、第1ネットリストN1に基づいて、第1レイアウトを生成する。第1レイアウトは、素子レイアウトと配線レイアウトとを含む。素子レイアウトおよび配線レイアウトは、それぞれ、複数の素子平面レイアウトおよび配線平面レイアウトを有している。ここでは、配線レイアウトは、素子レイアウト上に順次積層される第1〜第n(n≧2)配線平面レイアウトを含むとする。すなわち、第1配線レイアウトは最下層(素子レイアウトの直上)で、第n配線平面レイアウトは最上層とする。工程S200までは、従来の方法で実施することができる。また、第1レイアウトを予め作成し、ライブラリに保存しておいても良い。   First, in step S100, a first netlist N1 is prepared. The first netlist may be generated corresponding to an initial specification of an LSI for a specific user, or may be generated corresponding to a general-purpose basic specification. Next, in step S200, a first layout is generated based on the first netlist N1. The first layout includes an element layout and a wiring layout. The element layout and the wiring layout have a plurality of element plane layouts and wiring plane layouts, respectively. Here, the wiring layout includes first to nth (n ≧ 2) wiring plane layouts sequentially stacked on the element layout. That is, the first wiring layout is the lowermost layer (immediately above the element layout), and the nth wiring planar layout is the uppermost layer. Up to step S200 can be performed by a conventional method. Further, the first layout may be created in advance and stored in a library.

素子レイアウトは、一部にゲートアレイ方式の素子(機能回路)を含んでも良いが、スタンダードセルを用いることが好ましい。スタンダードセルを用いることによって、LSIの高性能化・高機能化とともに高密度化ならびに低価格化を実現できる。本発明に関連するレイアウト設計方法を用いると、多層配線の配線レイアウトの変更だけで、従来よりも多様な仕様(仕様変更)に対応することが可能となるので、従来のゲートアレイ方式のようなマスタースライスを用いる必要はなく、スタンダードセルを用いた素子レイアウトを作成することができる。また、本発明に関連するレイアウト設計方法が適用できるLSIは、従来のASICだけでなく、複数のマクロセル(IPとも呼ばれる)を含む、システムLSIであってもよい。システムLSIは、上述のスタンダードセルをマクロセルの置き換えたものに相当する。   The element layout may partially include a gate array type element (functional circuit), but it is preferable to use a standard cell. By using standard cells, it is possible to achieve higher density and lower price as well as higher performance and higher functionality of LSI. When the layout design method related to the present invention is used, it becomes possible to cope with various specifications (specification changes) than the conventional ones only by changing the wiring layout of the multilayer wiring. There is no need to use a master slice, and an element layout using standard cells can be created. Further, an LSI to which the layout design method related to the present invention can be applied may be a system LSI including a plurality of macro cells (also referred to as IP) as well as a conventional ASIC. The system LSI corresponds to a macro cell replaced with the above standard cell.

工程S300で、第2ネットリストを用意する。第2ネットリストは、特定ユーザ向けLSIの仕様変更に対応するものであってもよいし、特定ユーザからの仕様に対応するための基本仕様に対する仕様決定でもよい。   In step S300, a second netlist is prepared. The second netlist may correspond to a change in the specification of the LSI for the specific user, or may be a specification determination for the basic specification to correspond to the specification from the specific user.

工程S400以降の工程において、配線レイアウトだけを変更することによって、第2ネットリストN2に対応する第2レイアウトを生成する。   In the steps after step S400, the second layout corresponding to the second netlist N2 is generated by changing only the wiring layout.

まず、工程S400において、第1レイアウトの第1〜第n配線平面レイアウトからn−1個以下の配線平面レイアウトを選択する。続いて、選択されたn−1個以下の配線平面レイアウトの物理的構成(パターン)を工程S500において変更する。工程S600において、変更された配線平面レイアウトと、第1レイアウトの残りの平面レイアウト(すなわち、素子平面レイアウトおよび非選択とされた配線平面レイアウト)から、第2ネットリストに基づく第2レイアウトを生成する。工程S400〜工程S600の具体的な方法は後述する。また、配線レイアウトの変更によって多様なレイアウトを実現するためには、具体的な構成例及び実施形態について後述するように、冗長配線パターンを配線レイアウトに予め含めておくことが好ましい。   First, in step S400, n−1 or less wiring plane layouts are selected from the first to nth wiring plane layouts of the first layout. Subsequently, the physical configuration (pattern) of the selected n−1 or less wiring plane layouts is changed in step S500. In step S600, a second layout based on the second netlist is generated from the changed wiring plane layout and the remaining plane layout of the first layout (that is, the element plane layout and the non-selected wiring plane layout). . The specific method of process S400-process S600 is mentioned later. In order to realize various layouts by changing the wiring layout, it is preferable to include a redundant wiring pattern in advance in the wiring layout, as will be described later with respect to specific configuration examples and embodiments.

本発明に関連するレイアウト方法によると、従来のように、全ての配線平面レイアウトの物理的構成を変更するのではなく、最大でn−1個の配線平面レイアウトの物理的構成を変更するだけで、ユーザからの仕様に従ってLSIをレイアウト設計することができる。従って、マスクの製造にかかる時間と費用を削減することができる。レイアウトを変更する配線平面レイアウトの数はできるだけ少ない方が、マスク製造に費やす時間および費用を削減する効果が大きい。   According to the layout method related to the present invention, instead of changing the physical configuration of all the wiring plane layouts as in the prior art, it is only necessary to change the physical configuration of at most n-1 wiring plane layouts. The LSI can be designed for layout according to the specifications from the user. Accordingly, it is possible to reduce the time and cost for manufacturing the mask. The smaller the number of wiring plane layouts that can be changed, the greater the effect of reducing the time and cost for mask manufacturing.

また、変更する配線平面レイアウトの位置は上層のものが好ましい。上層のマスクであれば、LSIの製造プロセス中でそのマスクを必要とする工程までは、修正マスクの製造を待つことなく、加工を進めることができるので、製造時間を短縮することができる。また、製造ラインを流れている仕掛品を無駄にしないで済むという事態もあり得る。これらの効果は、マスクを用いず例えば、電子ビームで描画するプロセスを用いる場合にも得られる。   The position of the wiring plane layout to be changed is preferably the upper layer. If the mask is an upper layer, it is possible to proceed to the process that requires the mask in the LSI manufacturing process without waiting for the manufacturing of the correction mask, and thus the manufacturing time can be shortened. There may also be a situation where work in progress flowing through the production line can be avoided. These effects can also be obtained when a process of drawing with an electron beam is used without using a mask.

図1の工程S400〜工程S600の工程は、例えば、図2に示すフローチャートに従って実施することができる。   Steps S400 to S600 in FIG. 1 can be performed, for example, according to the flowchart shown in FIG.

工程S410において、第1レイアウトの第1〜第n配線平面レイアウトから1つの配線平面レイアウト(第k配線平面レイアウト)を選択する。まず、k=nとして、最上層の配線平面レイアウトを選択する。工程S510において、選択された第k配線平面レイアウトの物理的構成(パターン)を変更し、工程S610において、変更された第k配線平面レイアウトと残りの平面レイアウトとで第2ネットリストに基づく第2レイアウトを生成する。次に、工程S612において、第2レイアウトの生成に成功したか否かを判断し、成功していた場合にはレイアウト設計を終了する。すなわち、第1レイアウトの最上層の第n配線平面レイアウトだけを修正することによって、第2レイアウトが生成されたわけである。   In step S410, one wiring plane layout (kth wiring plane layout) is selected from the first to nth wiring plane layouts of the first layout. First, the uppermost wiring plane layout is selected with k = n. In step S510, the physical configuration (pattern) of the selected kth wiring plane layout is changed, and in step S610, the second kth wiring plane layout and the remaining plane layout are used for the second based on the second netlist. Generate a layout. Next, in step S612, it is determined whether or not the second layout has been successfully generated. If successful, the layout design is terminated. That is, the second layout is generated by correcting only the uppermost n-th wiring plane layout of the first layout.

第2レイアウトを生成できなかったと工程S612において判断され、且つ、工程S614でk=1で無いと判断された場合には、k=k−1として下層の配線平面レイアウトを選択・変更することによって第2レイアウトの生成を試みる(工程S410〜工程S610を繰り返す)。第2レイアウトの生成に成功した段階でレイアウト設計を終了する。なお、工程S510および工程S610の工程は、公知のリップアップ/リルート(RIPUP/REROUT)法を用いて実施することができる。   If it is determined in step S612 that the second layout could not be generated, and if k = 1 is not determined in step S614, k / k-1 is selected and changed as the lower wiring plane layout. Attempts to generate the second layout (repeating steps S410 to S610). The layout design is completed when the second layout is successfully generated. In addition, the process of process S510 and process S610 can be implemented using a well-known rip-up / reroute (RIPUP / REROUT) method.

ここで、リップアップ/リルート法を図22(a)、図22(b)および図22(c)を参照しながら説明する。図22(a)が変更前の配線平面レイアウト(第1レイアウトの一部)を示し、図22(b)がリップアップ後の配線平面レイアウトを示し、図22(c)がリルート(再配線)後の配線平面レイアウト(第2レイアウトの一部)を示す。   Here, the lip-up / reroute method will be described with reference to FIGS. 22 (a), 22 (b) and 22 (c). 22A shows the wiring plane layout before the change (part of the first layout), FIG. 22B shows the wiring plane layout after the rip-up, and FIG. 22C shows the reroute (rewiring). A later wiring plane layout (a part of the second layout) is shown.

図22(a)に破線で示されているように、変更前には2つのRT1が相互に接続されている。仕様変更によって、RT1の内の一つ(図面の上側)の端子がRT2端子となり、もう一つのRT2端子と互いに接続されるように、接続関係(論理関係)が変更されるとする。この場合、図22(b)に示したように、破線で示されていた配線がリップアップされる(剥がされる)。その後、図22(c)に破線で示したように、RT2端子同士が破線で示される配線で互いに接続される。なお、2端子間の結線は、例えば、迷路配線法を用いることができる。リップアップ/リルート法および結線方法の説明のために、Jiri Soukup、「Circuit Layout」、Proc.of IEEE、Vol.69、No.10、pp.1281−1304、1981.を本願明細書に援用する。   As shown by a broken line in FIG. 22A, two RT1s are connected to each other before the change. Assume that the connection relationship (logical relationship) is changed so that one terminal (upper side of the drawing) of RT1 becomes the RT2 terminal and is connected to the other RT2 terminal by the specification change. In this case, as shown in FIG. 22B, the wiring indicated by the broken line is ripped up (stripped). Thereafter, as indicated by the broken line in FIG. 22C, the RT2 terminals are connected to each other by the wiring indicated by the broken line. In addition, the maze wiring method can be used for the connection between two terminals, for example. For an explanation of the rip-up / reroute method and the connection method, see Jiri Soukup, “Circuit Layout”, Proc. of IEEE, Vol. 69, no. 10, pp. 1281-1304, 1981. Is incorporated herein by reference.

すなわち、図2に示したフローに従うと、最も上層の1つの配線平面レイアウトだけを変更することによって生成された第2レイアウトが得られる。1つの配線平面レイアウトの変更で第2レイアウトを生成できない場合には、このフローは終了する。その場合には、後述する図3のフローを実行するようにしても良いし、全ての配線平面レイアウトを変更することによって第2レイアウトを生成してもよい。   That is, according to the flow shown in FIG. 2, a second layout generated by changing only the uppermost wiring plane layout is obtained. If the second layout cannot be generated by changing one wiring plane layout, this flow ends. In that case, the flow of FIG. 3 to be described later may be executed, or the second layout may be generated by changing all the wiring plane layouts.

図1の工程S400〜工程S600の工程は、図3に示すフローチャートに従って実施することもできる。   Steps S400 to S600 in FIG. 1 can also be performed according to the flowchart shown in FIG.

図3に示した方法を用いると、n個の配線平面レイアウトの内の任意のn−1個以下の配線平面レイアウトを変更することによって得られる全ての第1レイアウトが得られる。   When the method shown in FIG. 3 is used, all the first layouts obtained by changing any n−1 or less wiring plane layouts out of the n wiring plane layouts can be obtained.

まず、工程S420で、n−1個以下(n≧2)の任意の配線平面レイアウトを選択する。n個の中からn−1個以下の任意の数を選択する全組み合わせの数は、nCmをm=1からm=n−1まで全て足した数である。これら全組み合わせの中から、まず1つの組み合わせを選択する。実際には、mの小さな値(マスク数が少ない)で、選択される平面レイアウトの番号が大きい(なるべく上層)ものから、順に選択することが好ましい。m=1として、第n配線平面レイアウトから順に第1配線平面レイアウトを選択するフローは、図2と同様のフローとして実現できる。複数の配線平面レイアウトを選択するフローも容易に実現できる。   First, in step S420, n−1 or less (n ≧ 2) arbitrary wiring plane layouts are selected. The number of all combinations for selecting an arbitrary number of n−1 or less from n is the number obtained by adding all nCm from m = 1 to m = n−1. First, one combination is selected from all these combinations. Actually, it is preferable to select in order from the smallest value of m (the number of masks is small) and the number of the selected plane layout is large (as much as possible). The flow for selecting the first wiring plane layout in order from the nth wiring plane layout with m = 1 can be realized as the same flow as in FIG. A flow for selecting a plurality of wiring plane layouts can be easily realized.

工程S520および工程S620の工程は、図2の工程S510および工程S610の工程と同様に、例えばリップアップ・リルート法を用いて実施できる。工程S622において、第2レイアウトの生成が成功したか否かを判断する。工程S622において、第2レイアウトの生成に失敗したと判断され、且つ、工程S624において、最後の組み合わせでないと判断された場合には、他の組み合わせについて、工程S420から工程S620の工程が繰り返し実行される。   Steps S520 and S620 can be performed using, for example, a rip-up / reroute method, similarly to the steps S510 and S610 of FIG. In step S622, it is determined whether the second layout has been successfully generated. If it is determined in step S622 that the generation of the second layout has failed, and if it is determined in step S624 that it is not the last combination, steps S420 to S620 are repeatedly executed for other combinations. The

工程S622において、第2レイアウトの生成に成功したと判断された場合には、工程S630において、変更された配線平面レイアウトの番号と変更された平面配線レイアウトとを1つのセットとする情報を生成する。本発明に関連するレイアウト設計方法がコンピュータを用いて実行されている場合、この情報は、記憶装置に少なくとも一時的に記憶される。その後、工程S632において、最後の組み合わせでないと判断された場合には、他の組み合わせについて、工程S420〜工程S620が繰り返し実行される。   If it is determined in step S622 that the second layout has been successfully generated, information in which the changed wiring plane layout number and the changed plane wiring layout are set as one set is generated in step S630. . When the layout design method related to the present invention is executed using a computer, this information is stored at least temporarily in the storage device. Thereafter, when it is determined in step S632 that it is not the last combination, steps S420 to S620 are repeatedly executed for other combinations.

n−1個以下の配線平面レイアウトの全ての組み合わせに対して、工程S420〜工程S630が実行された時点で、n−1個以下の配線平面レイアウトの変更によって第2レイアウトが得られる、全ての組み合わせについて、{変更された配線平面レイアウトの番号、変更された配線平面レイアウト}のセットが生成されている。すなわち、n未満の枚数のマスクを変更するという条件下で、第2レイアウトを生成することが可能な全ての解のセットが得られる。   When all of the combinations of n−1 or less wiring plane layouts are performed, Steps S420 to S630 are performed, and the second layout is obtained by changing the n−1 or less wiring plane layouts. For the combinations, a set of {changed wiring plane layout number, changed wiring plane layout} is generated. In other words, a set of all solutions that can generate the second layout is obtained under the condition that the number of masks less than n is changed.

次に、例えば、工程S640で用意される、変更が許される平面レイアウトの数や番号等の条件に従って、全ての解の中から最も好ましい解を選択し、レイアウト設計のフローを終了する。例えば、できるだけ少ないマスク数やできるだけ上層に位置するマスク等の条件に対して、最適なマスク(配線平面レイアウト)を選択する。例えば、第1レイアウトに基づくマスク(マスクのセット)が実際に製造されている場合、修正マスク費用を抑えるためには、マスクの位置(上層か下層か)よりも、マスクの枚数の方が重要である。一方、製造ラインにおいて、LSIが実際に製造されている場合には、まだ始まっていない製造工程で使用するマスクのみを変更するように、マスクの位置を提供することが好ましい。   Next, for example, the most preferable solution is selected from all the solutions prepared in step S640 according to conditions such as the number and number of planar layouts allowed to be changed, and the layout design flow is terminated. For example, an optimal mask (wiring plane layout) is selected with respect to conditions such as the minimum number of masks and the masks positioned as high as possible. For example, when a mask (a set of masks) based on the first layout is actually manufactured, the number of masks is more important than the position of the mask (whether it is an upper layer or a lower layer) in order to reduce the correction mask cost. It is. On the other hand, when the LSI is actually manufactured in the manufacturing line, it is preferable to provide the position of the mask so that only the mask used in the manufacturing process that has not yet started is changed.

上述したように、本発明に関連するレイアウト方法を用いると、従来全ての配線平面レイアウトを変更する必要があったのに対し、少なくとも1枚以上少ない配線平面レイアウトを変更するだけで、レイアウト変更に対応することが出来る。従って、マスクの製造に要する費用及び時間を削減することが出来る。   As described above, when the layout method related to the present invention is used, it is necessary to change all the wiring plane layouts in the past. Can respond. Therefore, the cost and time required for manufacturing the mask can be reduced.

なお、図2および図3に示したフローチャートにおける工程S612および工程S622において、第2レアウトの生成の成否のみを判定したが、これに限らず、配線特性(例えば遅延時間)の評価を行って上で、成否の判定を行ってもよい。   It should be noted that in step S612 and step S622 in the flowcharts shown in FIG. 2 and FIG. 3, only the success or failure of the generation of the second layout is determined. Thus, success / failure may be determined.

(第1の構成例)
本発明に関する第1の構成例のマスク設計方法について、図4〜図7を参照しながら説明する。第1の構成例においては、本発明に関連するレイアウト設計方法をマスクの修正に利用する例を説明する。
(First configuration example)
A mask design method according to a first configuration example relating to the present invention will be described with reference to FIGS. In the first configuration example, an example in which a layout design method related to the present invention is used for mask correction will be described.

本構成例は、初期ネットリストN1に基づいて設計された初期レイアウトと回路変更後の変更後ネットリストN2とに基づいて、より上位の配線層(メタル層ともいう。)を修正するだけで、初期レイアウトを変更後ネットリストN2に基づく修正後の修正レイアウトへと変更することを目的としている。   In this configuration example, based on the initial layout designed based on the initial netlist N1 and the changed netlist N2 after the circuit change, only a higher wiring layer (also referred to as a metal layer) is corrected. The purpose is to change the initial layout to a corrected layout after correction based on the changed netlist N2.

図4は、本構成例に係るマスク設計方法のフローチャートである。まず、工程S1100で、初期ネットリストN1に基づいてレイアウト設計を行って、初期レイアウトを形成する。   FIG. 4 is a flowchart of the mask design method according to this configuration example. First, in step S1100, layout design is performed based on the initial netlist N1 to form an initial layout.

次に、工程S1200で、発生した仕様変更に基づく回路変更を記述した変更後ネットリストN2を入力する。以上の工程S1100,S1200により、初期ネットリストN1に基づく初期レイアウトと、レイアウト変更の基になる接続情報である変更後ネットリストN2を得ることができる。   Next, in step S1200, a post-change netlist N2 describing a circuit change based on the generated specification change is input. Through the above steps S1100 and S1200, it is possible to obtain an initial layout based on the initial netlist N1 and a post-change netlist N2 which is connection information on which the layout is changed.

次に、工程S1300で、修正の対象となる修正マスクの見積もりを行う。工程S1300では、初期ネットリストN1に基づく初期レイアウトから、変更後ネットリストN2に基づくレイアウトへと修正するために必要な配線層を、初期レイアウトの最上位の配線層から順次見積もった後に、その配線層を修正するために修正されるべきマスク、つまり修正マスクを決定する。そして、その修正マスクについての修正マスク情報Rを作成する。   Next, in step S1300, a correction mask to be corrected is estimated. In step S1300, after sequentially estimating the wiring layer necessary for correcting from the initial layout based on the initial netlist N1 to the layout based on the changed netlist N2, the wiring layer after the wiring layer is estimated from the uppermost wiring layer of the initial layout. To modify the layer, the mask to be modified, i.e. the modified mask, is determined. And the correction mask information R about the correction mask is created.

次に、工程S1400で、作成した修正マスク情報Rに基づいて、修正対象となる配線層を引き剥がす処理(リップアップ)を行う。   Next, in step S1400, based on the created correction mask information R, a process (rip-up) for peeling off the wiring layer to be corrected is performed.

次に、工程S1500で変更後ネットリストN2に従い再配線を行った後に、工程S1600で、工程S1100〜1500により生成した修正後のレイアウト結果を出力する。   Next, after rewiring is performed in accordance with the changed netlist N2 in step S1500, the modified layout result generated in steps S1100 to 1500 is output in step S1600.

ここで、本構成例に係るマスク設計方法の特徴は、全配線層のうち修正対象となるべき配線層に対応する修正マスクを上位配線層から順に見積もって決定し、作成した修正マスク情報Rに基づいて再配線を行い、修正後のレイアウト結果を出力することである。これにより、最低限の枚数のマスクについてのみ、設計変更とマスク製造とを行えばよいことになる。   Here, the feature of the mask design method according to this configuration example is that the correction mask corresponding to the wiring layer to be corrected among all the wiring layers is estimated and determined in order from the upper wiring layer, and the generated correction mask information R Based on this, rewiring is performed, and the corrected layout result is output. As a result, only a minimum number of masks need be changed in design and mask manufacturing.

以上説明したように、本構成例によれば、回路変更があった場合に全配線について設計変更とマスク製造とを行う必要がなく、見積もりによって作成した修正マスク情報Rに基づいて上位配線層から最低限の枚数のマスクについてのみ、設計変更とマスク製造とを行う。したがって、マスクの設計変更と製造とに必要な費用、つまり修正コストを低減できるとともに、マスク変更に必要な期間を短縮できるのでLSIの開発期間を短縮することができる。   As described above, according to this configuration example, when there is a circuit change, it is not necessary to perform design change and mask manufacturing for all the wirings, and from the upper wiring layer based on the corrected mask information R created by estimation. Only for the minimum number of masks, design changes and mask manufacturing are performed. Accordingly, it is possible to reduce the cost required for the design change and manufacture of the mask, that is, the correction cost, and it is possible to shorten the period necessary for the mask change, and thus the LSI development period can be shortened.

また、製造プロセスの最終段階に近い工程で形成される最上位の配線層から修正する。これにより、LSIの製造がある程度進んでいた場合でも、回路変更に対応できる。したがって、LSIの修正に必要なターンアラウンドタイムを短縮することができる。   Further, the correction is made from the uppermost wiring layer formed in a process close to the final stage of the manufacturing process. As a result, even when the manufacturing of the LSI has progressed to some extent, it is possible to cope with a circuit change. Therefore, the turnaround time required for LSI correction can be shortened.

更に、トランジスタからなる基本回路を組み合わせてLSIを設計する方法以外の方法に対しても、本構成例のマスク設計方法を適用できる。したがって、回路面積を最適化してLSIの面積を小さくすることができるので、LSIのコスト削減が可能になる。   Furthermore, the mask design method of this configuration example can be applied to methods other than the method of designing an LSI by combining basic circuits composed of transistors. Therefore, the circuit area can be optimized and the area of the LSI can be reduced, so that the cost of the LSI can be reduced.

図4のフローによる設計変更とレイアウトの推移とについて、図4と図5とを参照しながら具体的に説明する。図5(a)〜(c)は、設計変更の対象となるレイアウトについて、それぞれ修正前、修正中、及び修正後のレイアウトを示すパターン図である。ここでは、配線層のうちメタル層が3層の場合、つまり最上位層から順にメタル層M3,M2,M1としてレイアウト設計を行う場合について、レイアウトの推移を説明する。この場合には、配線層は、メタル層が3層と、各メタル層間を接続するための層間接続層が2層との、合計5層からなっている。図5において、配線M2a,M2b,…はメタル層M2に、配線M3a,M3c,…はメタル層M3にそれぞれ属する配線である。また、ヴィアホールV3a,V3b,…は、メタル層M3とメタル層M2とにそれぞれ属する配線同士を接続するための層間接続層V3に属するヴィアホールである。   The design change and layout transition according to the flow of FIG. 4 will be specifically described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 5A to FIG. 5C are pattern diagrams showing layouts before, during, and after modification of layouts that are subject to design changes. Here, the transition of the layout will be described in the case where the metal layers are three of the wiring layers, that is, the layout design is performed as the metal layers M3, M2, and M1 in order from the top layer. In this case, the wiring layer is composed of a total of five layers including three metal layers and two interlayer connection layers for connecting the metal layers. In FIG. 5, wirings M2a, M2b,... Belong to the metal layer M2, and wirings M3a, M3c,. Further, the via holes V3a, V3b,... Are via holes belonging to the interlayer connection layer V3 for connecting wirings belonging to the metal layer M3 and the metal layer M2, respectively.

まず、図4の工程S1100で、初期ネットリストN1に基づいて初期レイアウトを設計する。ここで、例えば初期ネットリストN1は、端子A〜Dについて、
net1 connect(A,B)
net2 connect(C,D)
となっている。この初期ネットリストN1は、端子Aと端子Bとを接続し、かつ端子Cと端子Dとを接続することを示している。初期ネットリストN1に基づき初期配線して、図5(a)に示された初期レイアウト10を得る。すなわち、図5(a)に示されたように、端子A・B間を、配線M2a,ヴィアホールV3a,配線M3a,ヴィアホールV3b,配線M2bを介して接続する。同様に、端子C・D間を、配線M2c,ヴィアホールV3c,配線M3c,ヴィアホールV3d,配線M2dを介して接続する。
First, in step S1100 of FIG. 4, an initial layout is designed based on the initial netlist N1. Here, for example, the initial netlist N1 is as follows for the terminals A to D.
net1 connect (A, B)
net2 connect (C, D)
It has become. The initial netlist N1 indicates that the terminal A and the terminal B are connected and the terminal C and the terminal D are connected. Initial wiring is performed based on the initial netlist N1 to obtain the initial layout 10 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5A, the terminals A and B are connected via the wiring M2a, the via hole V3a, the wiring M3a, the via hole V3b, and the wiring M2b. Similarly, the terminals C and D are connected via the wiring M2c, the via hole V3c, the wiring M3c, the via hole V3d, and the wiring M2d.

次に、工程S1200で、変更後ネットリストN2を得る。ここで、例えば変更後ネットリストN2は、端子A〜Dについて、
net1 connect(A,C)
net2 connect(B,D)
となっている。この変更後ネットリストN2は、端子Aと端子Cとを接続し、かつ端子Bと端子Dとを接続することを示している。
Next, in step S1200, a post-change netlist N2 is obtained. Here, for example, the post-change netlist N2 is about the terminals A to D.
net1 connect (A, C)
net2 connect (B, D)
It has become. The post-change netlist N2 indicates that the terminal A and the terminal C are connected and the terminal B and the terminal D are connected.

次に、工程S1300で、変更後ネットリストN2に基づいて、修正されるべきマスクについての見積もりを行って修正マスク情報Rを作成する。ここでは、修正マスク情報Rとしてメタル層M3を得たとする。   Next, in step S1300, based on the post-change netlist N2, a mask to be corrected is estimated to generate corrected mask information R. Here, it is assumed that the metal layer M3 is obtained as the correction mask information R.

次に、工程S1400で、修正マスク情報Rに基づき修正マスクのリップアップを行う。つまり、修正マスク情報Rに基づいてメタル層M3をリップアップして、残りの配線層のデータからなる配線層データを生成する。この工程では、修正マスク情報Rに含まれていないので、層間接続層V3を引き剥がすことはない。これにより、図5(b)に示されたように、初期レイアウト10から、それぞれメタル層M3に属する配線M3a,M3cを除去して、レイアウト11を得る。   Next, in step S1400, lip-up of the correction mask is performed based on the correction mask information R. That is, the metal layer M3 is riped up based on the correction mask information R, and wiring layer data including data of the remaining wiring layers is generated. In this step, since the correction mask information R is not included, the interlayer connection layer V3 is not peeled off. As a result, as shown in FIG. 5B, the wirings M3a and M3c belonging to the metal layer M3 are removed from the initial layout 10 to obtain the layout 11.

次に、工程S1500で、配線層データに基づいて、変更後ネットリストN2に従って再配線して、図5(c)に示された修正レイアウト20を得る。すなわち、端子A・C間を、配線M2a,ヴィアホールV3a,配線M3a’,ヴィアホールV3c,配線M2cを介して接続する。同様に、端子B・D間を、配線M2b,ヴィアホールV3b,配線M3b’,ヴィアホールV3d,配線M2dを介して接続する。   Next, in step S1500, based on the wiring layer data, rewiring is performed in accordance with the changed netlist N2, and the modified layout 20 shown in FIG. 5C is obtained. That is, the terminals A and C are connected via the wiring M2a, the via hole V3a, the wiring M3a ', the via hole V3c, and the wiring M2c. Similarly, the terminals B and D are connected via a wiring M2b, a via hole V3b, a wiring M3b ', a via hole V3d, and a wiring M2d.

ここで、ゲートアレイ方式及びエンベッデドゲートアレイ方式を含む従来の設計方法によれば、上述のような回路変更があった場合には、3つのメタル層M1〜M3と2つの層間接続層とにそれぞれ対応する合計5枚のマスクを、設計変更して製造する必要があった。それと比較して本構成例によれば、メタル層M3に対応する1枚のマスクについてのみ設計変更して製造すればよい。これにより、マスク変更に必要な期間と修正コストとを大きく削減できたことがわかる。   Here, according to the conventional design method including the gate array method and the embedded gate array method, when the circuit is changed as described above, the three metal layers M1 to M3 and the two interlayer connection layers are used. It was necessary to change the design of the total of five masks corresponding to the above and to manufacture them. In contrast, according to the present configuration example, only one mask corresponding to the metal layer M3 needs to be changed in design and manufactured. As a result, it can be seen that the period required for mask change and the correction cost can be greatly reduced.

以下、修正マスクを見積もって修正マスク情報Rを作成する工程、つまり図4の工程S1300について、図5〜図7を参照しながら説明する。図6は、図4の工程S1300のフローチャートである。   Hereinafter, the step of creating the correction mask information R by estimating the correction mask, that is, step S1300 of FIG. 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart of step S1300 of FIG.

まず、工程S1310で、修正マスク情報Rとして、配線層のうち最上位層であるメタル層M3を設定して、R={M3}とする。   First, in step S1310, as the correction mask information R, the metal layer M3 which is the uppermost layer among the wiring layers is set, and R = {M3}.

次に、工程S1320で、図4の工程S1400と同様に図5(a)に示された初期レイアウト10から修正マスク情報Rにより指定したメタル層M3に属する配線を、リップアップ処理により仮想的に引き剥がして、残りのメタル層M2,M1と層間接続層V3とのデータからなる配線層データを生成する。そして、これにより、図5(b)に示されたレイアウト11を得る。   Next, in step S1320, as in step S1400 of FIG. 4, wiring belonging to the metal layer M3 specified by the correction mask information R from the initial layout 10 shown in FIG. The wiring layer data including the data of the remaining metal layers M2 and M1 and the interlayer connection layer V3 is generated by peeling. As a result, the layout 11 shown in FIG. 5B is obtained.

次に、工程S1330で、図4の工程S1500と同様に、配線層データに基づき変更後ネットリストN2に従って、仮想的に再配線を行う。その結果、配線接続に成功した場合には、図5(c)に示された修正レイアウト20を得る。   Next, in step S1330, similar to step S1500 in FIG. 4, virtual rewiring is performed according to the changed netlist N2 based on the wiring layer data. As a result, when the wiring connection is successful, the modified layout 20 shown in FIG. 5C is obtained.

次に、工程S1340で、仮想的な再配線によって配線接続に成功したかどうかについて判定する。ここで、配線接続に成功した場合、つまり再配線によって配線の修正処理を完了した場合には工程S1350へと処理を進めて、工程S1310で設定した修正マスク情報R={M3}をそのまま出力する。そして、修正マスクを見積もって修正マスク情報Rを作成する工程、つまり図4の工程S1300を終了する。一方、仮想的な再配線によって配線を修正できなかった場合には、工程S1360へと処理を進める。   Next, in step S1340, it is determined whether or not the wiring connection is successful by virtual rewiring. If the wiring connection is successful, that is, if the wiring correction process is completed by rewiring, the process proceeds to step S1350, and the correction mask information R = {M3} set in step S1310 is output as it is. . Then, the process of estimating the correction mask and creating the correction mask information R, that is, the process S1300 of FIG. On the other hand, if the wiring cannot be corrected by virtual rewiring, the process proceeds to step S1360.

次に、工程S1360で、修正マスク情報Rが全配線層を示すかどうかについて判定する。ここで、修正マスク情報Rが全配線層を示している場合には、全配線層について修正しても回路変更ができなかったことになるので、トランジスタ配置を含めた修正が必要になる。そこで、工程S1370へと処理を進め、工程S1370で修正マスク情報RをR={φ}として設定した後に、工程S1350で修正マスク情報R(={φ})を出力して、図4の工程S1300を終了する。一方、修正マスク情報Rが全配線層を示していない場合には、工程S1380へと処理を進める。   Next, in step S1360, it is determined whether the corrected mask information R indicates all wiring layers. Here, when the correction mask information R indicates all wiring layers, the circuit cannot be changed even if all the wiring layers are corrected, and correction including transistor arrangement is necessary. Therefore, the process proceeds to step S1370, and after setting the correction mask information R as R = {φ} in step S1370, the correction mask information R (= {φ}) is output in step S1350, and the step of FIG. S1300 is ended. On the other hand, if the correction mask information R does not indicate all wiring layers, the process proceeds to step S1380.

次に、工程S1380で、修正マスク情報Rに含まれていない下位配線層に属する配線層のうち最も上位の配線層を修正マスク情報Rに追加して、工程S1320へと処理を戻す。そして、工程S1320から、つまり追加された配線層を仮想的にリップアップする工程から、処理を繰り返すことになる。   Next, in step S1380, the uppermost wiring layer among the wiring layers belonging to the lower wiring layer not included in the correction mask information R is added to the correction mask information R, and the process returns to step S1320. Then, the process is repeated from step S1320, that is, from the step of virtually rip-up the added wiring layer.

図6のフローによる処理とレイアウトの推移とについて、図7を参照しながら具体的に説明する。図7(a)〜(c)は、設計変更の対象となるレイアウトについて、それぞれ修正前、修正中、及び修正後のレイアウトを示すパターン図である。図7(a)は、図5(a)と同じ初期レイアウトを示す。   The processing according to the flow of FIG. 6 and the transition of the layout will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7A to FIG. 7C are pattern diagrams showing layouts before, during, and after modification of layouts that are subject to design change. FIG. 7A shows the same initial layout as FIG.

図6の工程S1320で、図7(a)で示された初期レイアウト10からメタル層M3を仮想的にリップアップして、図5(b)に示されたのと同じレイアウト11を得る。   In step S1320 of FIG. 6, the metal layer M3 is virtually riped up from the initial layout 10 shown in FIG. 7A to obtain the same layout 11 as shown in FIG. 5B.

ここで、工程S1330で再配線ができなかった場合を考える。この場合には、工程S1340で、再配線できなかったと判定して処理を工程S1360へ進める。そして、工程S1360で、修正マスク情報RがR={M3}であって全配線層ではないことから、処理を工程S1380へと進める。   Here, a case where rewiring cannot be performed in step S1330 is considered. In this case, in step S1340, it is determined that rewiring has not been performed, and the process proceeds to step S1360. In step S1360, since the correction mask information R is R = {M3} and not all wiring layers, the process proceeds to step S1380.

工程S1380では、修正マスク情報Rが示すメタル層M3よりも下位の配線層における最上位層が層間接続層V3なので、R={M3,V3}とした後に工程S1320へと処理を戻す。   In step S1380, since the uppermost layer in the wiring layer lower than the metal layer M3 indicated by the correction mask information R is the interlayer connection layer V3, the process returns to step S1320 after setting R = {M3, V3}.

工程S1320では、修正マスク情報Rに追加された配線層、つまり層間接続層V3を仮想的にリップアップして配線層データを生成し、図7(b)に示されたレイアウト12を得る。   In step S1320, the wiring layer added to the correction mask information R, that is, the interlayer connection layer V3 is virtually riped up to generate wiring layer data, and the layout 12 shown in FIG. 7B is obtained.

更に、工程S1330では、配線M3a’’と層間接続層V3に属するヴィアホールV3a’,V3c’とを用いて端子A・C間を、配線M3bと層間接続層V3に属するヴィアホールV3b’,V3d’とを用いて端子B・D間を、それぞれ仮想的に接続する。これにより、図7(c)に示された修正レイアウト20’を得る。   Further, in step S1330, the wirings M3a ″ and the via holes V3a ′ and V3c ′ belonging to the interlayer connection layer V3 are used to connect the terminals A and C to the via holes V3b ′ and V3d belonging to the wiring M3b and the interlayer connection layer V3. Are used to virtually connect the terminals B and D. As a result, the modified layout 20 'shown in FIG. 7C is obtained.

以上説明したように、本構成例に係る設計方法の修正マスクを見積もる工程によれば、それぞれ仮想的なリップアップ(図6の工程S1320)と再配線(図6の工程S1330)とに基づいて、変更後ネットリストN2に従ったレイアウト設計に必要な修正マスク情報Rを、確実に作成することができる。   As described above, according to the process of estimating the correction mask of the design method according to the present configuration example, based on the virtual rip-up (step S1320 in FIG. 6) and rewiring (step S1330 in FIG. 6), respectively. Then, the correction mask information R necessary for the layout design according to the post-change netlist N2 can be reliably generated.

なお、本構成例では、修正マスク情報Rを作成する際の判定条件を、図6の工程S1340のように、変更後ネットリストN2に基づく再配線の可、不可のみによることとしたが、これに限らず、配線特性の評価を加えて修正マスク情報Rを作成してもよい。この場合には、配線特性を考慮して、層間接続層V3から各ヴィアホールを選択できるので、優れた配線特性を有する修正レイアウトを確実に得ることができる。例えば、図7に示された場合には、配線特性として配線長を評価して修正マスク情報Rを作成することにより、図7(c)に示されたように配線長が短い、つまり配線抵抗が小さい優れた修正レイアウトを確実に実現することができる。   In this configuration example, the determination condition for creating the correction mask information R is based only on whether or not rewiring can be performed based on the changed netlist N2 as in step S1340 in FIG. However, the correction mask information R may be created by evaluating the wiring characteristics. In this case, each via hole can be selected from the interlayer connection layer V3 in consideration of wiring characteristics, so that a modified layout having excellent wiring characteristics can be obtained with certainty. For example, in the case shown in FIG. 7, the wiring length is short as shown in FIG. 7C by generating the corrected mask information R by evaluating the wiring length as the wiring characteristic, that is, the wiring resistance. It is possible to surely realize an excellent corrected layout with a small size.

(第2の構成例)
本発明の第2の構成例に係るマスク設計方法と半導体装置とについて、図8〜図10を参照しながら説明する。本構成例は、回路変更の有無にかかわらず、予め半導体装置のレイアウトを、容易に修正できるレイアウトにしておくことにより、設計変更を容易にし、かつ変更後の配線特性の劣化を防止することを目的としている。
(Second configuration example)
A mask design method and a semiconductor device according to a second configuration example of the present invention will be described with reference to FIGS. In this configuration example, the layout of the semiconductor device is set in advance so that the layout can be easily corrected regardless of whether the circuit is changed, thereby facilitating the design change and preventing the deterioration of the wiring characteristics after the change. It is aimed.

図8は、本構成例に係るマスク設計方法のフローチャートである。図8に示されたマスク設計方法は、図4に示されたマスク設計方法に対して、工程S1100で初期レイアウトを設計した後に工程S1150を追加して、設計変更を容易にするために、つまり修正の容易化を目的としてレイアウト変換を行うこととしたものである。   FIG. 8 is a flowchart of the mask design method according to this configuration example. The mask design method shown in FIG. 8 is the same as the mask design method shown in FIG. 4 in that an initial layout is designed in step S1100 and step S1150 is added to facilitate design change. Layout conversion is performed for the purpose of facilitating correction.

以下、図8の工程S1150における修正の容易化処理について、図9を参照しながら説明する。図9(a)〜(d)は、設計変更の対象となるレイアウトについて、容易化処理前、容易化処理後、容易化処理後かつ設計後、及び容易化処理後かつ回路変更後の各レイアウトを示すパターン図である。図9(a)は、第1の構成例における図7(b)と同じレイアウト12を示す。このレイアウト12は、第1の構成例における図7(a)に示された初期レイアウト10からメタル層M3と層間接続層V3とを除いて、メタル層M2のみからなるレイアウトにしたものである。   Hereinafter, the correction facilitating process in step S1150 of FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIGS. 9A to 9D show layouts to be subjected to design change, before the simplification process, after the simplification process, after the simplification process and after the design, and after the simplification process and after the circuit change. FIG. FIG. 9A shows the same layout 12 as FIG. 7B in the first configuration example. The layout 12 is a layout composed of only the metal layer M2 by removing the metal layer M3 and the interlayer connection layer V3 from the initial layout 10 shown in FIG. 7A in the first configuration example.

図8の工程S1150では、図9(a)に示されたレイアウト12において1本の配線であった配線M2aを、図9(b)に示すように配線M2a1と配線M2a2とに分割する。同様に、配線M2cを配線M2c1と配線M2c2とに、配線M2dを配線M2d1と配線M2d2とに、それぞれ分割する。配線M2bについては、所定の基準と比較してその基準よりも短い配線なので、分割しない。これにより、図9(b)に示された容易化レイアウト13を得る。   In step S1150 of FIG. 8, the wiring M2a that was one wiring in the layout 12 shown in FIG. 9A is divided into a wiring M2a1 and a wiring M2a2 as shown in FIG. 9B. Similarly, the wiring M2c is divided into the wiring M2c1 and the wiring M2c2, and the wiring M2d is divided into the wiring M2d1 and the wiring M2d2. The wiring M2b is not divided because it is shorter than the predetermined reference compared to the predetermined reference. As a result, the easy layout 13 shown in FIG. 9B is obtained.

ここで、第1の構成例と同様に、初期ネットリストN1に基づいてレイアウト設計した場合には、図9(c)に示されたレイアウト10’を得る。つまり、配線M2a2,M3a1,M2a1,M3a2,M2bと層間接続層V3に属する各ヴィアホールとを用いて端子A・B間を接続し、配線M2c2,M3c1,M2c1,M3c2,M2d2,M3c3,M2d1と層間接続層V3に属する各ヴィアホールとを用いて端子C・D間を接続する。これにより、図7(a)に示された初期レイアウト10と同じように、初期ネットリストN1の接続を満足するレイアウト10’を得ることができる。   Here, as in the first configuration example, when the layout is designed based on the initial netlist N1, the layout 10 'shown in FIG. 9C is obtained. That is, the wirings M2a2, M3a1, M2a1, M3a2, M2b and the vias belonging to the interlayer connection layer V3 are used to connect the terminals A and B, and the wirings M2c2, M3c1, M2c1, M3c2, M2d2, M3c3, M2d1 The terminals C and D are connected using each via hole belonging to the interlayer connection layer V3. As a result, the layout 10 'satisfying the connection of the initial netlist N1 can be obtained in the same manner as the initial layout 10 shown in FIG.

更に、第1の構成例と同様に回路変更があった場合には、例えば変更後ネットリストN2に基づいてレイアウト設計して、図9(d)に示された修正レイアウト20’’を得る。この場合には、配線M2a2,M3a’,M2c2と層間接続層V3に属する各ヴィアホールとを用いて端子A・C間を接続し、配線M2b,M2b’,M2d1と層間接続層V3に属する各ヴィアホールとを用いて端子B・D間を接続する。図9(d)に示された修正レイアウト20’’と、第1の構成例による修正レイアウト20,20’(図5(c),図7(c)参照)とを比較すればわかるように、修正レイアウト20’’の方が、端子A・C間及び端子B・D間の接続を短い配線によって実現している。   Further, when the circuit is changed as in the first configuration example, the layout is designed based on the changed netlist N2, for example, and the modified layout 20 '' shown in FIG. 9D is obtained. In this case, the terminals A and C are connected using the wirings M2a2, M3a ′, M2c2 and the respective via holes belonging to the interlayer connection layer V3, and the wirings M2b, M2b ′, M2d1 and the respective layers belonging to the interlayer connection layer V3 are connected. The terminals B and D are connected using via holes. As can be seen by comparing the modified layout 20 ″ shown in FIG. 9D with the modified layouts 20 and 20 ′ according to the first configuration example (see FIGS. 5C and 7C). In the modified layout 20 ″, the connection between the terminals A and C and between the terminals B and D is realized by a short wiring.

ここで、本構成例に係るマスクの設計方法の特徴は、1本で引ける配線を予め分割しておくことである。これにより、回路変更によるレイアウトの修正を行う場合には、容易に修正できるとともに、配線長を最適化して、つまりより短い配線で修正することによって配線抵抗及び配線容量を低減できる。したがって、配線特性を改善することにより、配線による信号の遅延を改善できる。   Here, the feature of the mask design method according to this configuration example is that the wiring that can be drawn by one line is divided in advance. As a result, when the layout is corrected by changing the circuit, the layout can be easily corrected, and the wiring resistance and the wiring capacitance can be reduced by optimizing the wiring length, that is, by correcting with a shorter wiring. Therefore, signal delay due to wiring can be improved by improving wiring characteristics.

図10(a)〜(d)及び図11(a),(b)は、本構成例に係る設計方法の変形例において、メタル層M2における初期レイアウトと、その初期レイアウトに対する様々な容易化処理の結果と、設計変更後の結果とをそれぞれ示すパターン図である。図10(a)は、メタル層M2のみによる初期レイアウト30を示している。そして、本変形例の容易化処理では、図10(b)に示すように、配線M2s同士の間の空き領域に、初期レイアウト30では用いない配線、つまり冗長配線M2hを追加して、容易化レイアウト31を得る。   FIGS. 10A to 10D and FIGS. 11A and 11B show an initial layout in the metal layer M2 and various facilitating processes for the initial layout in the modification of the design method according to the present configuration example. FIG. 6 is a pattern diagram showing the results and the results after the design change. FIG. 10A shows an initial layout 30 made of only the metal layer M2. Then, in the simplification process of the present modification, as shown in FIG. 10B, a wiring that is not used in the initial layout 30, that is, a redundant wiring M2h is added to the empty area between the wirings M2s. A layout 31 is obtained.

本変形例によれば、冗長配線M2hを追加した容易化レイアウト31を用いることにより、メタル層M3,層間接続層V3を引き剥がした後の配線修正において、メタル層M2で使用可能な配線パターンを増やせる。したがって、冗長配線M2hを用いて、メタル層M2における配線パターンを増加させることにより、配線長を最適化して再配線を容易にすることができる。   According to this modification, by using the easy layout 31 to which the redundant wiring M2h is added, the wiring pattern that can be used in the metal layer M2 in the wiring correction after the metal layer M3 and the interlayer connection layer V3 are peeled off is obtained. Can be increased. Therefore, by increasing the wiring pattern in the metal layer M2 using the redundant wiring M2h, it is possible to optimize the wiring length and facilitate rewiring.

本変形例に対しては、更に、別の設計方法を組み合わせることができる。例えば、図10(c)は、図10(b)に示されたレイアウトに、配線を予め分割しておく設計方法、つまり本構成例で先に説明した方法を適用して得た容易化レイアウト32を示す。この方法によれば、配線M2sと冗長配線M2hとを予め分割しておくことにより、メタル層M3,層間接続層V3を引き剥がした後の配線修正において、メタル層M2で使用可能な配線パターンを更に増やせる。したがって、図10(d)に示すように、配線M2sと、層間接続層V3に属するヴィアホールV3eと、メタル層M3に属する短い配線M3eとを用いることにより配線できる。これにより、配線長を最適化して再配線をいっそう容易にすることができ、かつ、初期レイアウト30と電気的に同等なレイアウト30’を得ることができる。   Another design method can be further combined with this modification. For example, FIG. 10C shows a simplified layout obtained by applying the design method in which the wiring is divided in advance to the layout shown in FIG. 10B, that is, the method described earlier in this configuration example. 32. According to this method, by dividing the wiring M2s and the redundant wiring M2h in advance, the wiring pattern that can be used in the metal layer M2 in the wiring correction after the metal layer M3 and the interlayer connection layer V3 are peeled off is obtained. It can be increased further. Therefore, as shown in FIG. 10D, wiring can be performed by using the wiring M2s, the via hole V3e belonging to the interlayer connection layer V3, and the short wiring M3e belonging to the metal layer M3. As a result, the wiring length can be optimized to facilitate rewiring, and a layout 30 ′ that is electrically equivalent to the initial layout 30 can be obtained.

また、図11(a)に示すように、図10(d)に示されたレイアウト30’に複数の冗長ヴィアホールV3fを追加して容易化レイアウト33とし、この容易化レイアウト33を用いて再配線することができる。これにより、図11(b)に示すようなレイアウト30’’を得る。この場合には、配線M2sとヴィアホールV3eと配線M3eとを用いることにより、図10(a)に示された初期レイアウト30と電気的に同等なレイアウトを得ることができ、更に、冗長配線M2hと冗長ヴィアホールV3fと配線M3fとを用いて配線を追加することができる。すなわち、冗長ヴィアホールV3fを用いてより上位のメタル層M3に属する配線を更に有効に用いるので、メタル層M2,M3をより有効に利用して容易に再配線できるとともに、配線長を最適化することができる。この場合においては、他のメタル層をいっそう有効に用いるために、冗長ヴィアホールを千鳥状に配置しておくことが好ましい。   Further, as shown in FIG. 11A, a plurality of redundant via holes V3f are added to the layout 30 ′ shown in FIG. It can be wired. As a result, a layout 30 ″ as shown in FIG. 11B is obtained. In this case, by using the wiring M2s, the via hole V3e, and the wiring M3e, a layout that is electrically equivalent to the initial layout 30 shown in FIG. 10A can be obtained, and further, the redundant wiring M2h A wiring can be added using the redundant via hole V3f and the wiring M3f. That is, since the redundant via hole V3f is used more effectively for the wiring belonging to the higher-order metal layer M3, the metal layers M2 and M3 can be more effectively used for easy rewiring and the wiring length is optimized. be able to. In this case, it is preferable to arrange redundant via holes in a staggered manner in order to use other metal layers more effectively.

なお、本構成例において用いたそれぞれの容易化処理後のレイアウト、つまり、図9(b),図10(b),図10(c),図11(a)に示された各容易化レイアウト13,31,32,33が、予め半導体装置に形成されていることとしてもよい。これによれば、回路変更があった場合において配線長が最適化されて配線特性が改善されるとともに、回路変更に容易に対応できる半導体装置が実現される。   It should be noted that each simplified layout used in this configuration example, that is, each simplified layout shown in FIGS. 9B, 10B, 10C, and 11A. 13, 31, 32, and 33 may be formed in advance in the semiconductor device. According to this, when the circuit is changed, the wiring length is optimized to improve the wiring characteristics, and a semiconductor device that can easily cope with the circuit change is realized.

なお、以上の各構成例の説明では、3層メタル配線について説明したが、これに限らず、2層メタル配線や4層以上のメタル配線においても同様な効果があることは明らかである。   In the above description of each configuration example, the three-layer metal wiring has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is apparent that the same effect can be obtained in a two-layer metal wiring or a metal wiring having four or more layers.

また、各構成例における、設計変更の対象となる領域がレイアウトの一部である場合や、修正の容易化処理に用いるメタル配線の分割、冗長配線、又は冗長ヴィアホールをレイアウトの一部について用いる場合でも、有効性は変わらないことはいうまでもない。   Further, in each configuration example, when the region to be changed is a part of the layout, or the metal wiring division, redundant wiring, or redundant via hole used for the correction facilitating process is used for a part of the layout. Needless to say, the effectiveness does not change.

また、本発明に関する構成例は、システムLSIに適用することもできる。システムLSIはASICと同様に特定ユーザ向けに製造されるものが多い。従って、ASICについて説明した従来技術の問題点が現在のシステムLSIについても存在する。従って、本願発明に関する構成例をシステムLSIに適用することによって、システムLSIの開発時間およびコストを低減することができる。   The configuration example relating to the present invention can also be applied to a system LSI. Many system LSIs are manufactured for specific users in the same way as ASICs. Therefore, the problems of the prior art described for the ASIC also exist for the current system LSI. Therefore, the development time and cost of the system LSI can be reduced by applying the configuration example relating to the present invention to the system LSI.

図12にシステムLSI50の上面図を模式的に示す。システムLSI50は複数のマクロブロック(IPやコアと呼ばれることもある)52とマクロ間配線54とを有している。マクロブロック52は、例えば、CPU、DSP回路、RAM、ROM、クロック/タイミング回路やI/O回路などである。マクロブロックのレイアウトの多くは、セルライブラリに保存されているものを用いることができる。従って、特定ユーザ向けのシステムLSIのレイアウト設計は、マクロライブラリから必要なマクロブロックを選択すれば、後はマクロブロック間配線のレイアウト設計だけを行えばよい。このマクロブロック間配線に、本願発明に関する構成例のレイアウト設計方法を用いることができる。   FIG. 12 schematically shows a top view of the system LSI 50. The system LSI 50 includes a plurality of macro blocks (sometimes called IP or core) 52 and inter-macro wiring 54. The macro block 52 is, for example, a CPU, a DSP circuit, a RAM, a ROM, a clock / timing circuit, an I / O circuit, or the like. Many of the macroblock layouts can be stored in the cell library. Therefore, the layout design of the system LSI for a specific user can be performed only by designing the layout between the macroblocks after selecting a necessary macroblock from the macro library. The layout design method of the structural example regarding this invention can be used for this wiring between macroblocks.

すなわち、マクロブロック間配線を多層配線で形成する際に、なるべく少ない、および/またはなるべく上層に位置する配線平面レイアウトの変更だけで所望のシステムLSIのレイアウト設計を行うことができる。設計の自由度を高めるために、第2の構成例で説明したように、長い配線を分割したり、冗長配線(冗長ヴィアホールを含む)を設けることが好ましい。また、冗長トランジスタの入出力端子を最上位配線層で結線できる構造やチャネル領域における上位配線のスイッチボックスを設けた構成にすることが好ましい。   That is, when the macroblock wiring is formed by multilayer wiring, a desired system LSI layout can be designed by changing the wiring plane layout located as few as possible and / or as high as possible. In order to increase the degree of freedom in design, it is preferable to divide long wires or provide redundant wires (including redundant via holes) as described in the second configuration example. In addition, it is preferable to have a structure in which the input / output terminals of the redundant transistor can be connected by the uppermost wiring layer and a switch box for higher wiring in the channel region.

(実施の形態)
以下、図13〜図19を参照しながら、従来の配線レイアウトと比較しながら本願発明の半導体装置(ASICやシステムLSIを含む)に好適に用いられる冗長配線を含む配線レイアウトの実施の形態を説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, with reference to FIGS. 13 to 19, an embodiment of a wiring layout including redundant wiring that is preferably used in a semiconductor device (including an ASIC and a system LSI) of the present invention will be described in comparison with a conventional wiring layout. To do.

図13(a)および(b)は、従来の半導体装置のレイアウトの2つの配線平面レイアウト(間にヴィアホールを介在する)を、また、図14(a)および(b)は、本発明による半導体装置のレイアウトの2つの配線平面レイアウトを示す。図13(a)および14(a)は、2つの配線平面レイアウトを重ねた状態を示し、図13(b)および図14(b)は、下層の配線平面レイアウトを示す。   FIGS. 13 (a) and 13 (b) show two wiring plane layouts of conventional semiconductor device layout (via holes are interposed), and FIGS. 14 (a) and 14 (b) show the present invention. 2 shows two wiring plane layouts of the layout of the semiconductor device. FIGS. 13A and 14A show a state in which two wiring plane layouts are overlapped, and FIGS. 13B and 14B show a lower wiring plane layout.

図13(a)に示したように、従来の半導体装置においては、上層の配線WUと下層の配線WLはヴィアホールVを介して互いに交差する点で相互に接続されている。また、図13(b)に示したように、下層の配線WLが不要な領域には、配線は設けられていない。これに対し、図14(a)および(b)に示したように、本願発明の半導体装置においては、冗長配線WRおよび冗長ヴィアホールVRが設けられている。冗長配線WR1は、図14(b)に示したように、従来の下層配線平面レイアウト(図13(b))で配線が形成されていなかった領域に形成されている。冗長配線WR2は、下層の配線WLと上層の配線WUとが交差する領域に形成されている。冗長配線WR2は、従来のレイアウトにおいては、連続した1本の配線であった(図13(b))配線WLを、上層の配線WUと交差する領域で2本に分断し、分断された2本の配線の間に形成されている。また、冗長配線WR1およびWR2は、十字形を有している。十字の一方の方向は、WUに平行で、他方はWLに平行である。すなわち、冗長配線WR1およびWR2は、互いに交差する方向(異なる方向、典型的には直交する方向)に延びる2つの導体部分を有する。これらの冗長配線WR1、WR2や冗長ヴィアホールVRは、例えば、図8に示した工程S1150で生成され得る。   As shown in FIG. 13A, in the conventional semiconductor device, the upper layer wiring WU and the lower layer wiring WL are connected to each other at a point where they intersect with each other via the via hole V. In addition, as shown in FIG. 13B, no wiring is provided in a region where the lower layer wiring WL is unnecessary. On the other hand, as shown in FIGS. 14A and 14B, in the semiconductor device of the present invention, the redundant wiring WR and the redundant via hole VR are provided. As shown in FIG. 14B, the redundant wiring WR1 is formed in a region where no wiring is formed in the conventional lower layer wiring plane layout (FIG. 13B). The redundant wiring WR2 is formed in a region where the lower layer wiring WL and the upper layer wiring WU intersect. The redundant wiring WR2 is a single continuous wiring (FIG. 13B) in the conventional layout (FIG. 13B). The redundant wiring WR2 is divided into two at a region intersecting with the upper wiring WU. It is formed between the wirings of the book. Redundant wirings WR1 and WR2 have a cross shape. One direction of the cross is parallel to WU and the other is parallel to WL. In other words, redundant wirings WR1 and WR2 have two conductor portions extending in directions intersecting each other (different directions, typically orthogonal directions). The redundant wirings WR1 and WR2 and the redundant via hole VR can be generated, for example, in step S1150 shown in FIG.

次に、図15および図16を参照しながら、上記の十字型の冗長配線を用いることによって、配線レイアウトの変更が容易になることを説明する。   Next, it will be described with reference to FIGS. 15 and 16 that the wiring layout can be easily changed by using the cross-shaped redundant wiring.

図15は、2つの配線WLおよびWUが互いに交差する従来のレイアウトを示し、(a)は重なった状態、(b)は下層のレイアウト、(c)は上層レイアウトをそれぞれ示す。図16は、本願発明の冗長配線を有するレイアウトを示し、(a)は重なった状態、(b)は下層のレイアウト、(c)は上層のレイアウトをそれぞれ示す。   FIG. 15 shows a conventional layout in which two wirings WL and WU intersect each other, where (a) shows an overlapping state, (b) shows a lower layer layout, and (c) shows an upper layer layout. 16A and 16B show a layout having redundant wiring according to the present invention, in which FIG. 16A shows an overlapped state, FIG. 16B shows a lower layer layout, and FIG. 16C shows an upper layer layout.

図15(b)と図16(b)との比較からわかるように、本発明による下層レイアウトは、下層配線WLを交差部で2つに分断し、分断されたWLの間の領域に十字の冗長配線WR1を有している。一方、図16(c)に示したように、本発明による上層レイアウトは、上層配線WUに直交する方向(下層配線WLと重なるように)設けられた冗長配線WR2を有している。これらの配線をヴィアホールVRを用いて、図16(a)に示したように互いに結線することによって、互いに交差する2つの配線を形成している。   As can be seen from a comparison between FIG. 15B and FIG. 16B, in the lower layer layout according to the present invention, the lower layer wiring WL is divided into two at the intersection, and a cross-section is formed in the region between the divided WLs. The redundant wiring WR1 is provided. On the other hand, as shown in FIG. 16C, the upper layer layout according to the present invention has a redundant wiring WR2 provided in a direction orthogonal to the upper layer wiring WU (so as to overlap the lower layer wiring WL). These wirings are connected to each other using via holes VR as shown in FIG. 16A, thereby forming two wirings that intersect each other.

また、下層配線WLに図16(b)と同じパターンを用いて、図17(b)および図17(c)に示したように、冗長ヴィアホールVR’および上層配線WUのパターンを用いることによって、図17(a)に示したパターンの配線を得ることができる。すなわち、ヴィアホールのパターンと上層配線のパターンを変更するだけで、図16(a)に示した接続構造と異なる配線を実現することができる。   Further, by using the same pattern as that of FIG. 16B for the lower layer wiring WL and using the pattern of the redundant via hole VR ′ and the upper layer wiring WU as shown in FIG. 17B and FIG. 17C. The wiring having the pattern shown in FIG. 17A can be obtained. That is, a wiring different from the connection structure shown in FIG. 16A can be realized only by changing the pattern of the via hole and the pattern of the upper layer wiring.

また、冗長配線のパターンは、十字に限られず、互いに交差する方向(異なる方向、典型的には直交する方向)に延びる2つの導体部分を有する形状であればよい。例えば、図18(a)に示したようなS字でもよいし、図18(b)に示したようにH字状でも良い。また、これらの冗長配線WRは、図18(a)および(b)に示したように、上層の配線WUと重なる導電部を有するように配置すれば、配線のレイアウトの変更を容易に行うことができる。   Further, the redundant wiring pattern is not limited to a cross shape, and may be any shape having two conductor portions extending in mutually intersecting directions (different directions, typically orthogonal directions). For example, an S-shape as shown in FIG. 18A or an H-shape as shown in FIG. 18B may be used. Further, as shown in FIGS. 18A and 18B, if the redundant wiring WR is arranged so as to have a conductive portion overlapping with the upper wiring WU, the wiring layout can be easily changed. Can do.

さらに、従来の配線レイアウトにおける空き領域には、特別の理由が無い限り、上述した冗長配線を配置することが好ましい。例えば、図19(a)及び図19(b)に示したように、複数の十字の冗長配線WRを規則的に配置すればよい。冗長配線WRの形状は、十字に限られず、S字やH字でもよい。   Furthermore, it is preferable to arrange the redundant wiring described above in the empty area in the conventional wiring layout unless there is a special reason. For example, as shown in FIGS. 19A and 19B, a plurality of cross-shaped redundant wirings WR may be regularly arranged. The shape of the redundant wiring WR is not limited to a cross, and may be S-shaped or H-shaped.

本発明に関連するレイアウト設計方法のフローチャートである。5 is a flowchart of a layout design method related to the present invention. 本発明に関連する他のレイアウト設計方法のフローチャートである。It is a flowchart of the other layout design method relevant to this invention. 本発明に関連する他のレイアウト設計方法のフローチャートである。It is a flowchart of the other layout design method relevant to this invention. 本発明に関する第1の構成例に係るマスク設計方法のフローチャートである。It is a flowchart of the mask design method which concerns on the 1st structural example regarding this invention. (a)〜(c)は、第1の構成例における設計変更の対象となるレイアウトについて修正前、修正中、及び修正後のレイアウトをそれぞれ示すパターン図である。(A)-(c) is a pattern figure which shows the layout before correction, during correction, and the layout after correction about the layout used as the object of the design change in a 1st structural example, respectively. 図4の工程S1300において修正マスクを見積もる処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the process which estimates a correction mask in process S1300 of FIG. (a)〜(c)は、修正マスクを見積もる際に、設計変更の対象となるレイアウトについて修正前、修正中、及び修正後のレイアウトをそれぞれ示すパターン図である。(A)-(c) is a pattern figure which shows the layout before correction, during correction, and after correction about the layout used as the object of design change, when estimating a correction mask, respectively. 本発明の第2の構成例に係るマスク設計方法のフローチャートである。It is a flowchart of the mask design method which concerns on the 2nd structural example of this invention. (a)〜(d)は、第2の構成例における設計変更の対象となるレイアウトについて、容易化処理前、容易化処理後、容易化処理後かつ設計後、及び容易化処理後かつ回路変更後のレイアウトをそれぞれ示すパターン図である。(A)-(d) are the design change target in the second configuration example, before the simplification process, after the simplification process, after the simplification process and after the design, and after the simplification process and the circuit change. It is a pattern figure which shows each subsequent layout. (a)は第2の構成例に係る設計方法の変形例において1つのメタル層による初期レイアウトを、(b)は本変形例における容易化処理の結果を、(c)は別の容易化処理の結果を、(d)は(c)を用いて設計した後のレイアウトをそれぞれ示すパターン図である。(A) shows the initial layout by one metal layer in the modification of the design method according to the second configuration example, (b) shows the result of the simplification process in this modification, and (c) shows another simplification process. (D) is the pattern figure which shows the layout after designing using (c), respectively. (a)は第2の構成例に係る設計方法の別の変形例において各々1つのメタル層と層間接続層とについての容易化処理の結果を、(b)は(a)を用いて設計した後のレイアウトをそれぞれ示すパターン図である。(A) is the result of the simplification process for one metal layer and an interlayer connection layer in another modification of the design method according to the second configuration example, and (b) is designed using (a). It is a pattern figure which shows each subsequent layout. システムLSIの上面図を模式的に示す図である。It is a figure which shows the upper side figure of a system LSI typically. 従来の半導体装置のレイアウトの2つの配線平面レイアウト(間にヴィアホールを介在する)を示す図である。It is a figure which shows two wiring plane layouts (via hole is interposed between) of the layout of the conventional semiconductor device. 本発明の実施の形態に係る半導体装置のレイアウトの2つの配線平面レイアウトを示す図である。It is a figure which shows two wiring plane layouts of the layout of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 2つの配線WL(下層)およびWU(上層)が互いに交差する従来のレイアウトを示す図である。It is a figure which shows the conventional layout where two wiring WL (lower layer) and WU (upper layer) mutually cross | intersect. 2つの配線WL(下層)およびWU(上層)が互いに交差する、本発明の実施の形態に係る冗長配線を有するレイアウトを示す図である。It is a figure which shows the layout which has the redundant wiring which concerns on embodiment of this invention in which two wiring WL (lower layer) and WU (upper layer) mutually cross | intersect. 2つの配線WL(下層)およびWU(上層)が互いに交差する、本発明の実施の形態に係る冗長配線を有する他のレイアウトを示す図である。It is a figure which shows the other layout which has the redundant wiring which concerns on embodiment of this invention in which two wiring WL (lower layer) and WU (upper layer) mutually cross | intersect. 本発明の実施の形態に係る冗長配線のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the redundant wiring which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る複数の冗長配線の配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of several redundant wiring which concerns on embodiment of this invention. 半導体装置のレイアウトを示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the layout of a semiconductor device. 回路変更が発生した場合の従来のマスク設計方法のフローチャートである。It is a flowchart of the conventional mask design method when a circuit change occurs. (a)は、変更前の配線平面レイアウト(第1レイアウトの一部)を示し、(B)は、リップアップ後の配線平面レイアウトを示し、(C)はリルート(再配線)後の配線平面レイアウト(第2レイアウトの一部)を示す図である。(A) shows the wiring plane layout before the change (part of the first layout), (B) shows the wiring plane layout after the rip-up, and (C) shows the wiring plane after the reroute (rewiring). It is a figure which shows a layout (a part of 2nd layout).

符号の説明Explanation of symbols

10,30 初期レイアウト
13,31,32,33 容易化レイアウト
20,20’,20’’ 修正レイアウト
A,B,C,D 端子
10, 30 Initial layout 13, 31, 32, 33 Simplified layout 20, 20 ', 20''Modified layout A, B, C, D terminals

Claims (2)

複数の素子を形成する素子層と、
前記素子層の上に積層され、前記複数の素子を互いに電気的に接続する配線を形成する複数の配線層とを有し、
前記複数の配線層のうちの少なくとも1つの配線層は、前記少なくとも1つの配線層の上層に形成されている配線と交差する領域に設けられた冗長配線を有し、前記冗長配線は、少なくとも互いに交差する方向に延びる2つの導体部分を有している、半導体装置。
An element layer forming a plurality of elements;
A plurality of wiring layers that are stacked on the element layer and form wirings that electrically connect the plurality of elements to each other;
At least one wiring layer of the plurality of wiring layers has a redundant wiring provided in a region intersecting with a wiring formed in an upper layer of the at least one wiring layer, and the redundant wirings are at least mutually A semiconductor device having two conductor portions extending in a crossing direction.
複数の素子を形成する素子層と、
前記素子層の上に積層され、前記複数の素子を互いに電気的に接続する配線を形成する複数の配線層とを有し、
前記複数の配線層のうちの少なくとも1つの配線層に形成された配線間に、規則的に配置された複数の冗長配線を有する、半導体装置。
An element layer forming a plurality of elements;
A plurality of wiring layers that are stacked on the element layer and form wirings that electrically connect the plurality of elements to each other;
A semiconductor device having a plurality of redundant wirings regularly arranged between wirings formed in at least one wiring layer of the plurality of wiring layers.
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