(57)【要約】【課題】配線抵抗素子の抵抗を計算する際に配線の自己発熱によって生じる熱を考慮して、正確なクロストークノイズ検証を行うことができる回路動作検証装置を得る。【解決手段】複数の回路素子を有する半導体集積回路が、該回路内の互いに隣接する信号配線間のクロストークノイズによって誤動作するか否かを検証する回路動作検証装置において、配置配線後のレイアウトに対して、信号配線の抵抗成分としての抵抗素子の情報を抽出する配線情報抽出部１０１と、該抵抗素子の温度依存した抵抗値を計算する抵抗値計算部１０２と、該抵抗素子の温度依存した抵抗値に基づいて温度依存クロストークノイズを計算するクロストークノイズ計算部１０３と、温度依存クロストークノイズに基づいて、該回路素子としてのゲートセルを繋ぐ配線毎にクロストークノイズ量の違反ネットを検出する違反ネット検出部１０４とを有している。【選択図】図１
2010257004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回路素子を有する半導体集積回路が、該回路内の互いに隣接する信号配線間のクロストークノイズによって誤動作するか否かを検証する回路動作検証装置であって、
該半導体集積回路の基本レイアウトを示す回路情報および該半導体集積回路における熱分布を示す熱分布情報から、該信号配線での熱分布に依存した該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する温度依存抵抗分布導出部と、
該信号配線での温度依存抵抗分布に応じた信号配線間のクロストークノイズを算出するクロストークノイズ検証部とを備えた回路動作検証装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検回路動作証装置において、
前記熱分布情報として、前記信号配線の抵抗によるエネルギー消費が該信号配線の内部に熱を発生させて該信号配線の温度上昇に繋がる現象である配線の自己発熱による熱分布情報を格納する熱分布情報格納部を有し、
前記温度依存抵抗分布導出部は、該熱分布情報格納部に格納されている熱分布情報に基づいて、該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する回路動作検証装置。
【請求項３】
請求項１に記載の回路動作検証装置において、
前記半導体集積回路の信号配線情報として、該半導体集積回路内の信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗値と位置情報とを導出する抵抗素子情報導出部を備え、
該抵抗素子情報導出部は、
前記基本レイアウトを示す回路情報として該半導体集積回路の信号配線情報を格納する信号配線情報格納部と、
該信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、該抵抗素子の抵抗値と位置情報とを抽出する抵抗素子情報抽出部と、
該抽出された抵抗素子の抵抗値と位置情報とを格納する抵抗素子情報格納部とを有し、
該温度依存抵抗分布導出部は、該抵抗素子情報格納部に格納されている該抵抗素子の抵抗値と位置情報とに基づいて該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する回路動作検証装置。
【請求項４】
請求項２に記載の回路動作検証装置において、
前記温度依存抵抗分布導出部は、
前記熱分布情報格納部に格納されている前記信号配線での熱分布情報から算出した該信号配線での温度依存抵抗分布を格納する温度依存抵抗素子情報格納部を有する回路動作検証装置。
【請求項５】
請求項３に記載の回路動作検証装置において、
配線材料固有の抵抗変動を示す温度係数を格納する温度係数格納部を有し、
前記温度依存抵抗分布導出部は、前記各抵抗素子の温度と、該各抵抗素子の基準温度との差分に、該温度係数格納部に格納されている温度係数を掛けて、該各抵抗素子の温度を考慮した温度依存抵抗値を計算する抵抗計算部を有する回路動作検証装置。
【請求項６】
請求項１に記載の回路動作検証装置において、
前記信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、ドライバセルの出力駆動抵抗と、レシーバセルの入力端子容量と、信号配線容量とを取り出す情報抽出部を備え、
該情報抽出部は、
該ドライバセルの出力駆動抵抗を格納するドライバ抵抗格納部と、
該レシーバセルの入力端子容量を格納するレシーバ入力容量格納部と、
該信号配線容量を格納する信号配線容量格納部とを有し、
該ドライバセルの出力駆動抵抗、該レシーバセルの入力端子容量、および該信号配線容量を、それぞれの格納部から前記クロストークノイズ検証部へ受け渡す回路動作検証装置。
【請求項７】
請求項６に記載の回路動作検証装置において、
前記クロストークノイズ検証部は、
前記基本レイアウトを示す回路情報に含まれる前記信号配線における温度非依存抵抗分布情報を、前記温度依存抵抗分布導出部で算出した該信号配線における温度依存抵抗分布情報に置き換えた前記基本レイアウトを示す回路情報に基づいて、前記ドライバ抵抗格納部と前記レシーバ入力容量格納部と前記信号配線容量格納部からそれぞれ取り出した該ドライバ抵抗と該レシーバ入力容量と該信号配線容量から、該信号配線での温度依存クロストークノイズを計算する回路動作検証装置。
【請求項８】
請求項７に記載した回路動作検証装置において、
前記クロストークノイズ検証部では、前記温度依存クロストークノイズの計算結果を、前記基本レイアウトを構成する標準素子毎の温度依存クロストークノイズとして格納するクロストークノイズ格納部を有する回路動作検証装置。
【請求項９】
請求項８に記載の回路動作検証装置において、
前記クロストークノイズ格納部に格納されている信号配線毎の温度依存クロストークノイズと、該信号配線毎のクロストークの規定値とを比較し、該クロストークノイズが該規定値に違反している信号配線をエラーネットとして検出する違反ネット検出部を備えた回路動作検証装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の回路動作検証装置において、
前記違反ネット検出部は、前記信号配線毎のクロストークの規定値を格納する規定値格納部を有する回路動作検証装置。
【請求項１１】
回路情報に基づいて得られたマスクパターンを用いて半導体集積回路を製造する方法であって、
該回路情報は、基準温度で動作するよう回路設計された半導体集積回路の回路構成を示す温度非依存回路情報を、請求項１〜１０のいずれかに記載の回路動作検証装置による回路動作検証処理により、前記配線の自己発熱によるクロストークノイズを反映するよう変更して得られた温度依存回路情報である半導体集積回路の製造方法。
【請求項１２】
複数の回路素子を有する半導体集積回路が、該回路内の互いに隣接する信号配線間のクロストークノイズによって誤動作するか否かを検証する回路動作検証方法であって、
該半導体集積回路の基本レイアウトを示す回路情報および該半導体集積回路における熱分布を示す熱分布情報から、該信号配線での熱分布に依存した該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する温度依存抵抗分布導出ステップと、
該信号配線での温度依存抵抗分布に応じた信号配線間のクロストークノイズを算出するクロストークノイズ算出ステップとを含む回路動作検証方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の回路動作検証方法において、
前記熱分布情報として、前記信号配線の抵抗によるエネルギー消費が該信号配線の内部に熱を発生させて該信号配線の温度上昇に繋がる現象である配線の自己発熱による熱分布情報を熱分布情報格納部に格納しておき、
前記温度依存抵抗分布導出ステップでは、該熱分布情報格納部に格納されている熱分布情報に基づいて、該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する回路動作検証方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の回路動作検証方法において、
前記半導体集積回路の信号配線情報として、該半導体集積回路内の信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗値と位置情報とを導出する抵抗素子情報導出ステップを含み、
前記抵抗素子情報導出ステップでは、
前記基本レイアウトを示す回路情報として信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、該抵抗素子の抵抗値と位置情報とを抽出して抵抗素子情報格納部に格納し、
該温度依存抵抗分布導出ステップでは、該抵抗素子情報格納部に格納されている該抵抗素子の抵抗値と位置情報とに基づいて該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する回路動作検証方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の回路動作検証方法において、
前記温度依存抵抗分布導出ステップでは、前記熱分布情報格納部に格納されている前記信号配線での熱分布情報から算出した該信号配線での温度依存抵抗分布を温度依存抵抗素子情報格納部に格納する回路動作検証方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の回路動作検証方法において、
前記温度依存抵抗分布導出ステップは、前記各抵抗素子の温度と、該各抵抗素子の基準温度との差分に、該温度係数格納部に格納されている温度係数を掛けて、該各抵抗素子の温度を考慮した温度依存抵抗値を計算する抵抗計算ステップを有する回路動作検証方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の回路動作検証方法において、
前記信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、ドライバセルの出力駆動抵抗と、レシーバセルの入力端子容量と、信号配線容量とを取り出して、それぞれドライバ抵抗格納部と、レシーバ入力容量格納部と、信号配線容量格納部とに格納しておき、
前記クロストークノイズ検証ステップでは、これらの格納部に格納されているドライバセルの出力駆動抵抗と、レシーバセルの入力端子容量と、信号配線容量とから、該信号配線での温度依存抵抗分布に応じた信号配線間のクロストークノイズを算出する回路動作検証方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の回路動作検証方法において、
前記クロストークノイズ検証ステップでは、前記基本レイアウトを示す回路情報に含まれる前記信号配線における温度非依存抵抗分布情報を、前記温度依存抵抗分布導出ステップで算出した該信号配線における温度依存抵抗分布情報に置き換えた前記基本レイアウトを示す回路情報に基づいて、前記ドライバ抵抗格納部とレシーバ入力容量格納部と信号配線容量格納部からそれぞれ取り出した該ドライバ抵抗と該レシーバ入力容量格納部と該信号配線容量から、該信号配線での温度依存クロストークノイズを計算する回路動作検証方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載した回路動作検証方法において、
前記クロストークノイズ検証ステップでは、前記温度依存クロストークノイズの計算結果を、前記基本レイアウトを構成する標準素子毎の温度依存クロストークノイズとしてクロストークノイズ格納部に格納する回路動作検証方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の回路動作検証方法において、
前記クロストーク格納部に格納されている標準素子毎の温度依存クロストークノイズと、該標準素子毎のクロストークの規定値とを比較し、該クロストークノイズが該規定値に違反している信号配線をエラーネットとして検出する違反ネット検出ステップを含む回路動作検証方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の回路動作検証方法において、
前記違反素子検出ステップでは、前記標準素子毎のクロストークの規定値を規定値格納部に格納する回路動作検証方法。
【請求項２２】
請求項１２〜２１のいずれかに記載の回路動作検証方法の各ステップをコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路動作検証装置、半導体集積回路の製造方法、回路動作検証方法、制御プログラム、及び記録媒体に関し、特に、標準素子の自動配置配線を用いたＬＳＩ（大規模半導体集積回路）を設計する場合において、複数の回路素子を有する半導体集積回路が、互いに隣接する信号配線間のクロストークノイズによって誤動作するか否かを検証する際に、信号配線に電流が流れることによって生じるジュール熱により配線の温度が上昇し、その結果、配線の抵抗が増加してクロストークノイズが変動することを考慮する回路動作検証方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のＬＳＩの高集積化、高速化、配線層の多層化とともに、信号配線間の容量を介して配線上に発生するクロストークノイズの問題が深刻になっている。
【０００３】
（１）クロストークノイズの問題
このクロストークノイズが所定の閾値（誤動作閾値）を越えると回路が誤動作を起こすので、ＬＳＩのレイアウトなどの設計段階において、クロストークノイズの影響を検証することは非常に重要である。
【０００４】
図３は、非特許文献１に示される、クロストークノイズを決定する要因を示す概略図である。
【０００５】
この非特許文献１によると、クロストークノイズは、図３に示すように、攻撃側ドライバセルの出力抵抗Ｒａ１、被害側ドライバセルの出力抵抗Ｒｖ１、攻撃配線の配線抵抗Ｒａ２、Ｒａ３、被害配線の配線抵抗Ｒｖ２、Ｒｖ３、攻撃配線の対基板容量Ｃａ１、Ｃａ２、被害配線の対基板容量Ｃｖ１、Ｃｖ２、攻撃配線と被害配線との間の配線間容量Ｃｃ、攻撃側レシーバセルの入力容量Ｃａ３、被害側レシーバセルの入力容量Ｃｖ３を考慮する必要があり、以下の式（１）で表される。ここで、被害側の配線及びセルが、クロストークノイズの影響を検証する対象となる。なお、図３中、Ｓは信号源を示している。
【０００６】
【数１】
2010257004.tif 000003
ただし、Ｖｐｅａｋは、被害配線の終端側（レシーバセル側）でのクロストークノイズ電圧値、Ｖｄｄは電源電圧値であり、他のパラメータは、以下のとおりである。
【０００７】
【数２】
2010257004.tif 000004
（２）ＬＳＩ配線の自己発熱問題
半導体加工技術の進歩によるＬＳＩの高集積化・高速化とともに、ＬＳＩの電力密度の増加に伴う発熱問題が深刻になってきている。特に配線においては、配線に電流が流れることによって発生するジュール熱による配線の温度上昇、即ち、自己発熱の問題が深刻である。配線の温度が上昇すると、エレクトロマイグレーションによる信頼性の低下や、配線抵抗の増大により回路動作速度の低下が性能劣化を招く。ここで、配線抵抗Ｒと温度Ｔの関係は、一般に以下の式で近似される。
【０００８】
Ｒ  ＝  Ｒ０（１＋β（Ｔ−Ｔ０））      …（２）
ただし、Ｔは解析する温度、Ｔ０は参照温度、Ｒ０は温度がＴ０のときの抵抗値、βは配線の温度係数である。ここで、温度係数βは、現在の半導体製造で使われているＣｕ配線の場合、およそ０．００３である。
【０００９】
例えば、温度係数βが０．００３であるとすると、式（２）から配線が１００℃上昇した場合の抵抗の変化率は３０％となる。即ち、配線の自己発熱により温度が上昇すると、配線抵抗が増大し、回路動作速度の低下が性能劣化を招くことは避けられない。
【００１０】
非特許文献２によると、５０ｎｍテクノロジ以降の微細プロセスを用いて製造されたＬＳＩ内の配線の温度上昇は最大３００℃から７００℃になる、との予測がされており、配線の自己発熱は今後ますます深刻な問題である。
【００１１】
このような状況のもと、ＬＳＩを設計する際に、上記に示した熱を考慮した設計を行うことが重要視されている。ＬＳＩの熱解析は、市販のＣＡＤソフトや数値シミュレーションソフト、あるいは数式処理ソフトを用いて行うことができる。
【００１２】
ここで、熱解析の手法を簡単に示す。一般に、ＬＳＩ内の３次元物体の熱分布は、エネルギー保存則の原理から導かれる熱伝導方程式（式（３））を解くことによって求めることができる。
【００１３】
ｃρ∂Ｔ／∂ｔ  ＝  ｋ∂２Ｔ／∂ｘ２  ＋  ｋ∂２Ｔ／∂ｙ２
＋  ｋ∂２Ｔ／∂ｚ２  ＋  ｑ        …  （３）
ただし、ｔは時刻、Ｔは温度である。また、単位時間・単位体積あたりの内部発熱をｑ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）、物質の比熱をｃ、密度をρ、熱伝導率をｋで表す。
【００１４】
ＬＳＩの熱解析は定常状態での解析が一般的である。発熱が定常状態の場合、過渡的な温度変化はなくなるため、式（３）の左辺が０となる。そこで、式（３）の左辺を０で置き換えた熱伝導方程式をコントロールボリュームの考え方を用いて離散化し、各コントロールボリュームを抵抗で結ぶことにより熱回路抵抗網を作ることができる。こうしてできた熱回路抵抗網に発熱源を設定し熱拡散解析モデルとしてモデル化し、数値解析を行うことにより熱分布が得られる。なお、コントロールボリュームを用いた数値解析の考え方は公知であり、ここでは説明を省略する。
【００１５】
今、熱解析の一例として、配線で消費される電流によって生じる熱を発熱源とした場合の配線の熱分布を考える。簡単のために、図１０に示すような構造を持つ配線の熱分布を考える。図１０に示す配線１０は、配線幅がｗ、配線厚さがｔｍ、配線長がＬ、基板１からの配線高さがｔｏｘである配線であり、その両端が基板１との接続コンタクト１０ａおよび１０ｂによって接続されている。このとき、配線の長さ方向の熱分布は１次元で考えることができる（式（４））。
【００１６】
ｃρ∂Ｔ／∂ｔ    ＝    ｋ∂２Ｔ／∂ｘ２  ＋    ｑ        …  （４）
非特許文献３に従うと、配線内部の熱発生量、絶縁膜中の熱拡散による放熱量から定常状態での１次元熱拡散方程式を導くことができる。ただし、導出に必要な配線の電気抵抗率、配線の熱伝導率、配線の電気抵抗の温度係数、絶縁膜の熱伝導率は物質固有の値である。また、配線のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ）電流ＩｒｍｓについてはＬＳＩの動作に依存するものであり、消費電力シミュレーション等によって見積もられる値である。このようにして求めた配線の熱分布を図１１に示す。ここで、基板の表面温度は均一と仮定し、該温度をＴｒｅｆとする。図１１に示す熱分布の横軸は配線の長さ方向の位置ｘ（ｕｍ）、縦軸は配線の温度Ｔ（℃）を表している。図１１からわかるように、定常状態における配線の温度は均一ではなく、長さ方向に対して不均一であり、配線の中央付近で温度が最大（以下、ΔＴｍａｘ）となり、絶縁膜中の熱拡散により基板と接続されている両端に向かって温度が低くなる。
【００１７】
このように、ＬＳＩ内の信号配線は自己発熱によって温度上昇が生じ、その結果、抵抗が変化する。クロストークノイズの検証を行う場合には、配線の温度変化を考慮する必要がある。
【００１８】
（３）熱を考慮したクロストークノイズ検証
クロストークノイズ量をＶｐｅａｋとすると、Ｖｐｅａｋは先述の式（１）で表される値である。
【００１９】
先述の式（２）で表されるような配線の温度変化による抵抗変化がある場合、上記の式（１）のＲａ２  、Ｒａ３  、Ｒｖ２  、Ｒｖ３を、温度を考慮した抵抗値Ｒ’ａ２  、Ｒ’ａ３  、Ｒ’ｖ２  、Ｒ’ｖ３で置き換えることにより、温度を考慮したクロストークノイズＶ’ｐｅａｋ（式（５））を得ることができる。
【００２０】
【数３】
2010257004.tif 000005
ただし、Ｖｄｄは電源電圧値であり、他のパラメータは、以下のとおりである。
【００２１】
【数４】
2010257004.tif 000006
今、式（５）に示す温度を考慮した配線抵抗Ｒ’ａ２  、Ｒ’ａ３  、Ｒ’ｖ２  、Ｒ’ｖ３は各々Ｒａ２  、Ｒａ３  、Ｒｖ２  、Ｒｖ３と異なることから、Ｖ’ｐｅａｋは式（１）に示すＶｐｅａｋとは異なる値であり、配線の温度によって過小あるいは過大な見積もりとなる。
【００２２】
ＬＳＩを設計する場合、クロストークノイズ量Ｖｐｅａｋに対してあらかじめ規定値を与えておき、解析の結果得られたクロストークノイズ量が該規定値を越えた場合に、レイアウトの修正を行うことによって規定値以下になるようにする。このとき、配線の温度を考慮しない場合、配線の温度を考慮した場合に比べて精度の悪化を招くことになる。即ち、配線の温度を考慮した場合に比べて過小な見積もりをした場合は誤動作を招く恐れがあり、逆に過大な見積もりをした場合には不要なレイアウト修正を強いられ、設計期間の増大を招く。
【００２３】
クロストークノイズ検証を行う際に配線の温度を考慮することは一般的に行われている。公知の方法では、デバイスの動作保証温度として規定されている最大温度、あるいは、熱解析を行って得られた最大温度をチップ全体の解析温度として配線に一律に与え、配線の温度変動を考慮することが行われている。この方法は、チップ全体の解析温度として均一な動作温度を想定しており、配線の局所的な温度上昇を考慮していないため、精度よく見積もることができず、クロストークノイズ量Ｖｐｅａｋが規定値以下となって、レイアウトの修正の対象とならず、性能劣化を招く恐れがある。あるいは、修正する必要のない箇所のクロストークノイズ量Ｖｐｅａｋが規定値を越えてしまい、不要なレイアウト修正を強いられ、設計期間の増大を招くことになる。
【００２４】
このことから、配線の自己発熱を考慮した過不足のないクロストークノイズの検証を行うためには、温度に依存した抵抗の変化を正確に考慮することが必要であることがわかる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｎｏｉｓｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒｉｃ  ＲＣ  Ｔｒｅｅｓ、Ｍａｓａｎｏｒｉ  ＨＡＳＨＩＭＯＴＯ、  Ｍａｓａｏ  ＴＡＫＡＨＡＳＨＩ、  ａｎｄ  Ｈｉｄｅｔｏｓｈｉ  ＯＮＯＤＥＲＡ、  ＩＥＩＣＥ  ＴＲＡＮＳ．  ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳ、  ＶＯＬ．Ｅ８６−Ａ、  ＮＯ．１２  ＤＥＣＥＭＢＥＲ  ２００３．
【非特許文献２】Ｓｃａｌｉｎｇ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ＩＣｓ、  Ｓｕｎｇｊｕｎ  Ｉｍ、Ｎａｖｉｎ  Ｓｒｉｖａｓｔａｖａ、Ｋａｕｓｔａｖ  Ｂａｎｅｒｊｅｅ、ａｎｄ  Ｋｅｎｎｅｔｈ  Ｅ．  Ｇｏｏｄｓｏｎ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎａｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．  Ｖｏｌ．５２．  Ｎｏ．１２．  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００５．
【非特許文献３】Ｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ＶＬＳＩ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｙｉ−Ｋａｎ  Ｃｈｅｎｇ、Ｃｈｉｎｇ−Ｈａｎ  Ｔｓａｉ、Ｃｈｉｎ−Ｃｈｉ  Ｔｅｎｇ、ａｎｄ  Ｓｕｎｇ−Ｍｏ  （Ｓｔｅｖｅ）  Ｋａｎｇ、Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｉｎｃ．、２０００．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
以上説明したように、前述した公知のクロストークノイズ検証方法によると、上述した配線の自己発熱による配線と基板との温度差を考慮していない。このため、配線の温度が上昇すると、式（２）で示したように配線抵抗素子の抵抗が大きくなる。従来手法によるクロストークノイズ検証は、配線の自己発熱による抵抗増加を考慮しないことによりクロストークノイズ量が過小あるいは過大に見積もられ、本来レイアウトの修正が必要な箇所であっても、修正の対象とならない可能性があったり、あるいは、レイアウトの修正が不要な箇所が修正の対象となり設計期間の増大を招く可能性があった。
【００２７】
また、従来から、クロストークノイズ検証を行う際に配線の温度を考慮することも一般的に行われているが、チップ全体の解析温度として一定温度を配線に一律に与えており、配線の局所的な温度上昇を考慮していないため、精度よくクロストークノイズを見積もることができず、必要なレイアウト修正が行われなかったり、不要なレイアウト修正を強いられたりすることとなり、正確なクロストークノイズ検証を行うことができないという問題があった。
【００２８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、配線抵抗素子の抵抗を計算する際に配線の自己発熱によって生じる熱を考慮して、正確なクロストークノイズ検証を行うことができる回路動作検証装置及び回路動作検証方法、このような回路動作検証装置による回路動作検証方法を用いて半導体集積回路を製造する方法、このような回路動作検証方法をコンピュータにより実行するための制御プログラム、並びに、このような制御プログラムを格納した記録媒体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係る回路動作検証装置は、複数の回路素子を有する半導体集積回路が、該回路内の互いに隣接する信号配線間のクロストークノイズによって誤動作するか否かを検証する回路動作検証装置であって、該半導体集積回路の基本レイアウトを示す回路情報および該半導体集積回路における熱分布を示す熱分布情報から、該信号配線での熱分布に依存した該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する温度依存抵抗分布導出部と、該信号配線での温度依存抵抗分布に応じた信号配線間のクロストークノイズを算出するクロストークノイズ検証部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記熱分布情報として、前記信号配線の抵抗によるエネルギー消費が該信号配線の内部に熱を発生させて該信号配線の温度上昇に繋がる現象である配線の自己発熱による熱分布情報を格納する熱分布情報格納部を有し、前記温度依存抵抗分布導出部は、該熱分布情報格納部に格納されている熱分布情報に基づいて、該信号配線での温度依存抵抗分布を算出することが好ましい。
【００３１】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記半導体集積回路の信号配線情報として、該半導体集積回路内の信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗値と位置情報とを導出する抵抗素子情報導出部を備え、該抵抗素子情報導出部は、前記基本レイアウトを示す回路情報として該半導体集積回路の信号配線情報を格納する信号配線情報格納部と、該信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、該抵抗素子の抵抗値と位置情報とを抽出する抵抗素子情報抽出部と、該抽出された抵抗素子の抵抗値と位置情報とを格納する抵抗素子情報格納部とを有し、該温度依存抵抗分布導出部は、該抵抗素子情報格納部に格納されている該抵抗素子の抵抗値と位置情報とに基づいて該信号配線での温度依存抵抗分布を算出することが好ましい。
【００３２】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記温度依存抵抗分布導出部は、前記熱分布情報格納部に格納されている前記信号配線での熱分布情報から算出した該信号配線での温度依存抵抗分布を格納する温度依存抵抗素子情報格納部を有することが好ましい。
【００３３】
本発明は、上記回路動作検証装置において、配線材料固有の抵抗変動を示す温度係数を格納する温度係数格納部を有し、前記温度依存抵抗分布導出部は、前記各抵抗素子の温度と、該各抵抗素子の基準温度との差分に、該温度係数格納部に格納されている温度係数を掛けて、該各抵抗素子の温度を考慮した温度依存抵抗値を計算する抵抗計算部を有することが好ましい。
【００３４】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、ドライバセルの出力駆動抵抗と、レシーバセルの入力端子容量と、信号配線容量とを取り出す情報抽出部を備え、該情報抽出部は、該ドライバセルの出力駆動抵抗を格納するドライバ抵抗格納部と、該レシーバセルの入力端子容量を格納するレシーバ入力容量格納部と、該信号配線容量を格納する信号配線容量格納部とを有し、該ドライバセルの出力駆動抵抗、該レシーバセルの入力端子容量、および該信号配線容量を、それぞれの格納部から前記クロストークノイズ検証部へ受け渡すことが好ましい。
【００３５】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記クロストークノイズ検証部は、前記基本レイアウトを示す回路情報に含まれる前記信号配線における温度非依存抵抗分布情報を、前記温度依存抵抗分布導出部で算出した該信号配線における温度依存抵抗分布情報に置き換えた前記基本レイアウトを示す回路情報に基づいて、前記ドライバ抵抗格納部と前記レシーバ入力容量格納部と前記信号配線容量格納部からそれぞれ取り出した該ドライバ抵抗と該レシーバ入力容量と該信号配線容量から、該信号配線での温度依存クロストークノイズを計算することが好ましい。
【００３６】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記クロストークノイズ検証部では、前記温度依存クロストークノイズの計算結果を、前記基本レイアウトを構成する標準素子毎の温度依存クロストークノイズとして格納するクロストークノイズ格納部を有することが好ましい。
【００３７】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記クロストークノイズ格納部に格納されている信号配線毎の温度依存クロストークノイズと、該信号配線毎のクロストークの規定値とを比較し、該クロストークノイズが該規定値に違反している信号配線をエラーネットとして検出する違反ネット検出部を備えたことが好ましい。
【００３８】
本発明は、上記回路動作検証装置において、前記違反ネット検出部は、前記信号配線毎のクロストークの規定値を格納する規定値格納部を有することが好ましい。
【００３９】
本発明に係る半導体集積回路の製造方法は、回路情報に基づいて得られたマスクパターンを用いて半導体集積回路を製造する方法であって、該回路情報は、基準温度で動作するよう回路設計された半導体集積回路の回路構成を示す温度非依存回路情報を、請求項１〜１０のいずれかに記載の回路動作検証装置による回路動作検証処理により、前記配線の自己発熱によるクロストークノイズを反映するよう変更して得られた温度依存回路情報であるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４０】
本発明に係る回路動作検証方法は、複数の回路素子を有する半導体集積回路が、該回路内の互いに隣接する信号配線間のクロストークノイズによって誤動作するか否かを検証する回路動作検証方法であって、該半導体集積回路の基本レイアウトを示す回路情報および該半導体集積回路における熱分布を示す熱分布情報から、該信号配線での熱分布に依存した該信号配線での温度依存抵抗分布を算出する温度依存抵抗分布導出ステップと、該信号配線での温度依存抵抗分布に応じた信号配線間のクロストークノイズを算出するクロストークノイズ算出ステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記熱分布情報として、前記信号配線の抵抗によるエネルギー消費が該信号配線の内部に熱を発生させて該信号配線の温度上昇に繋がる現象である配線の自己発熱による熱分布情報を熱分布情報格納部に格納しておき、前記温度依存抵抗分布導出ステップでは、該熱分布情報格納部に格納されている熱分布情報に基づいて、該信号配線での温度依存抵抗分布を算出することが好ましい。
【００４２】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記半導体集積回路の信号配線情報として、該半導体集積回路内の信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗値と位置情報とを導出する抵抗素子情報導出ステップを含み、前記抵抗素子情報導出ステップでは、前記基本レイアウトを示す回路情報として信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、該抵抗素子の抵抗値と位置情報とを抽出して抵抗素子情報格納部に格納し、該温度依存抵抗分布導出ステップでは、該抵抗素子情報格納部に格納されている該抵抗素子の抵抗値と位置情報とに基づいて該信号配線での温度依存抵抗分布を算出するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４３】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記温度依存抵抗分布導出ステップでは、前記熱分布情報格納部に格納されている前記信号配線での熱分布情報から算出した該信号配線での温度依存抵抗分布を温度依存抵抗素子情報格納部に格納することが好ましい。
【００４４】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記温度依存抵抗分布導出ステップは、前記各抵抗素子の温度と、該各抵抗素子の基準温度との差分に、該温度係数格納部に格納されている温度係数を掛けて、該各抵抗素子の温度を考慮した温度依存抵抗値を計算する抵抗計算ステップを有することが好ましい。
【００４５】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記信号配線情報格納部に格納されている半導体集積回路の信号配線情報から、ドライバセルの出力駆動抵抗と、レシーバセルの入力端子容量と、信号配線容量とを取り出して、それぞれドライバ抵抗格納部と、レシーバ入力容量格納部と、信号配線容量格納部とに格納しておき、前記クロストークノイズ検証ステップでは、これらの格納部に格納されているドライバセルの出力駆動抵抗と、レシーバセルの入力端子容量と、信号配線容量とから、該信号配線での温度依存抵抗分布に応じた信号配線間のクロストークノイズを算出することが好ましい。
【００４６】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記クロストークノイズ検証ステップでは、前記基本レイアウトを示す回路情報に含まれる前記信号配線における温度非依存抵抗分布情報を、前記温度依存抵抗分布導出ステップで算出した該信号配線における温度依存抵抗分布情報に置き換えた前記基本レイアウトを示す回路情報に基づいて、前記ドライバ抵抗格納部とレシーバ入力容量格納部と信号配線容量格納部からそれぞれ取り出した該ドライバ抵抗と該レシーバ入力容量格納部と該信号配線容量から、該信号配線での温度依存クロストークノイズを計算することが好ましい。
【００４７】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記クロストークノイズ検証ステップでは、前記温度依存クロストークノイズの計算結果を、前記基本レイアウトを構成する標準素子毎の温度依存クロストークノイズとしてクロストークノイズ格納部に格納することが好ましい。
【００４８】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記クロストーク格納部に格納されている標準素子毎の温度依存クロストークノイズと、該標準素子毎のクロストークの規定値とを比較し、該クロストークノイズが該規定値に違反している信号配線をエラーネットとして検出する違反ネット検出ステップを含むことが好ましい。
【００４９】
本発明は、上記回路動作検証方法において、前記違反素子検出ステップでは、前記標準素子毎のクロストークの規定値を規定値格納部に格納することが好ましい。
【００５０】
本発明に係る制御プログラムは、上記回路動作検証方法の各ステップをコンピュータに実行させるための処理手順が記述されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５１】
本発明に係る記憶媒体は、上記制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５２】
以下、本発明の作用について説明する。
【００５３】
本発明においては、標準セルの自動配置配線を用いたＬＳＩ設計において、あらかじめ求めておいた配線の自己発熱によって生じる熱分布の座標と温度の情報と、別途求めておいた配線材料ごとの配線抵抗の値と、温度変化に対する配線抵抗変化の係数とを参照することにより、配線の自己発熱によって生じる温度上昇を考慮したクロストークノイズ検証を行うことができる。
【００５４】
また、本発明においては、配線の自己発熱によって生じる温度上昇を考慮したクロストークノイズ検証の結果、制約違反のあるネットを検出することができ、温度上昇を考慮しなかった場合に検出されなかったネットを違反ネットとして検出することができ、漏れのない高精度な検証を行うことができる。
【００５５】
さらに、本発明においては、配線の自己発熱によって生じる温度上昇を考慮したクロストークノイズ検証の結果、温度上昇を考慮しなかった場合に過大な見積もりをしたために違反として検出されたネットを違反のないネットとしてふるい落とし、不要なレイアウト修正をなくすことができる。
【発明の効果】
【００５６】
以上のように、本発明によれば、信号配線（ネット）を分割して得られる複数の分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗を計算する際に、各抵抗素子の自己発熱によって生じる熱を考慮することにより、各抵抗素子の正確な抵抗値を求めることができ、クロストークノイズ検証を行う場合、各抵抗素子の抵抗値を用いてクロストークノイズ量を計算することにより、正確なクロストークノイズ検証を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、図１に示す回路動作検証装置１００の要部ハード構成例を示している。
【図３】図３は、従来のクロストークノイズ検証方法においてクロストークノイズを決定する要因を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、抵抗の温度依存性を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、ＬＳＩ（配線）の熱解析から得られた、ＬＳＩ内での位置座標とその温度との関係を表（テーブル）Ｔ１により示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、信号配線を分割して得られた分割配線の抵抗成分としての抵抗素子の素子名、位置座標、及びその抵抗値を表（テーブル）Ｔ２により示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、信号配線を分割して得られた分割配線の抵抗成分としての抵抗素子の素子名、位置座標、及び、温度依存を考慮したその抵抗値を表（テーブル）Ｔ３により示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、ＬＳＩチップにおける信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分を抵抗素子として示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、ネット毎のクロストークノイズの規定値を表（テーブル）Ｔ４により示している。
【図１０】図１０は、熱解析の一例を説明する図であり、半導体基板上に絶縁膜を介して配線を形成してなる配線構造を示している。
【図１１】図１１は、図１０に示す配線構造における熱分布をグラフで示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、ＬＳＩの熱解析シミュレーションの結果としてＬＳＩ内の個々の位置での温度をグラフで示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、温度依存クロストークノイズの解析に用いる等価回路を示している。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係る回路動作検証装置を説明する図であり、本発明の従来技術として説明したクロストークノイズ検証手法と、本発明によるクロストークノイズ検証手法とで、クロストークノイズ量を対比して表（テーブル）Ｔ５により示している。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５９】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る半導体回路動作検証装置（回路動作検証装置）の構成を示すブロック図である。
【００６０】
この実施形態１の回路動作検証装置１００は、ＬＳＩ（大規模半導体集積回路）の基本レイアウト情報から、該ＬＳＩにおける信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗値とそのＬＳＩチップ上（つまり、マスクレイアウト上）での位置を抽出する抵抗素子情報抽出部（抵抗素子情報導出部）１０１と、信号配線の抵抗の温度係数を格納する温度係数格納部１２１と、あらかじめ半導体集積回路（ＬＳＩ）の熱解析により得られた熱分布情報を格納する熱分布情報格納部１２２と、該温度係数および熱分布情報に基づいて、該信号配線の自己発熱によって生ずる局所的な温度情報を考慮して、上記各抵抗素子の温度に依存した抵抗値を計算する抵抗値計算部（温度依存抵抗分布導出部）１０２とを有している。
【００６１】
ここで、抵抗素子情報抽出部１０１は、信号配線の寄生素子抽出ファイルを格納する信号配線情報格納部１１１と、該格納部１１１に格納されている信号配線の寄生素子抽出ファイルから、信号配線の抵抗素子情報を抽出する信号配線抵抗素子情報抽出部１１２と、情報抽出部１１２により抽出された信号配線の抵抗素子情報を格納する信号配線抵抗素子情報格納部１１３とを有している。
【００６２】
ここで、上記格納部１１１は、自動配置配線処理により得られた半導体集積回路の基本レイアウトを示す回路情報（基本レイアウト情報）として、該基本レイアウトにおける信号配線の情報を格納している。また、情報抽出部１１２は、該格納部１１１に格納されている情報から、ＬＳＩチップにおける信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子の抵抗値とそのＬＳＩチップ上（つまり、マスクレイアウト上）での位置を抽出する。情報格納部１１３は、抽出した抵抗素子の位置（座標）と抵抗値とをテーブルＴ２（図６）として格納している。
【００６３】
具体的には、信号配線情報格納部１１１には、配線生成後のレイアウトに対して、市販のＬＰＥ（Ｌａｙｏｕｔ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）ツール（寄生回路成分抽出ツール）等を用いて抽出した信号配線の寄生素子抽出ファイルが格納されている。この寄生素子抽出ファイルは、図３に示すような、複数に分割された信号配線の各部分の寄生抵抗としての抵抗素子の接続情報、各抵抗素子の抵抗値、信号配線の寄生容量値、ドライバセルやレシーバセルなどの各セル（図示せず）の接続情報、および、各抵抗素子がレイアウト上で位置する２次元座標情報が格納された標準フォーマットのファイルであり、通常ＳＰＥＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｐａｒａｓｉｔｉｃ  ｅｘｃｈａｎｇｅｄ  ｆｏｒｍａｔ）、あるいは、ＳＰＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐａｒａｓｉｔｉｃ  ｆｏｒｍａｔ）と呼ばれるものである。
【００６４】
信号配線抵抗素子情報格納部１１３には、上記信号配線情報格納部１１１から取り出した抵抗素子の座標と抵抗値がテーブルＴ２として格納されている（図６および図８参照）。
【００６５】
ここで、図８は、ＬＳＩチップにおける信号配線を複数に分割して得られる分割配線の抵抗成分である抵抗素子を示す図である。
【００６６】
図８に示すように、ＬＳＩチップにおける信号配線（ネット）Ｎの抵抗成分は、複数の抵抗素子Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｒｖ３、Ｒｖ４、・・・により表されている。なお、図８では、Ｘ１〜Ｘ４は各抵抗素子の一端側の接続ノードを示している。
【００６７】
図６は、上記テーブルＴ２を示す図であり、このテーブルＴ２は、信号配線における抵抗素子の情報として、その抵抗素子名（Ｒｖ１、Ｒｖ２、・・・、Ｒｖｉ、Ｒａ１、・・・、Ｒａｉ、・・・）と、その位置を示すＸ座標（Ｘｖ１、Ｘｖ２、・・・、Ｘｖｉ、Ｘａ１、・・・、Ｘａｉ、・・・）およびＹ座標（Ｙｖ１、Ｙｖ２、・・・、Ｙｖｉ、Ｙａ１、・・・、Ｙａｉ、・・・）と、抵抗（Ｒｅｓｖ１、Ｒｅｓｖ２、・・・、Ｒｅｓｖｉ、Ｒｅｓａ１、・・・、Ｒｅｓａｉ、・・・）とを含んでいる。
【００６８】
さらに、上記熱分布情報格納部１２２には、配線生成後のレイアウトに対して、あらかじめ消費電力シミュレーションによって求めておいた配線の消費電流値を発熱源として与え、市販のＣＡＤソフト等を用いて熱解析シミュレーションを行うことにより求めた結果が格納されている。例えば、ＬＳＩの熱解析シミュレーションの結果が図１２に示すようなグラフで表される場合、熱分布情報格納部１２２には、ＬＳＩの熱解析シミュレーションの結果が、図５に示すような各座標と温度の対応表Ｔ１として格納されている。
【００６９】
この対応表（テーブル）Ｔ１には、熱分布情報として、ＬＳＩにおける位置を示すＸ座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）、・・・、（Ｘｉ、Ｙ１）、・・・と、その位置での温度（Ｔ１１、Ｔ２１、・・・、Ｔｉ１、・・・）とを含んでいる。
【００７０】
ここで、図１２には、ＬＳＩにおける位置（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）、（Ｘ３、Ｙ１）、・・・、（Ｘｉ、Ｙ１）、・・・、（Ｘｎ、Ｙ１）における温度Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、・・・、Ｔｎ１がグラフで示されている。ただし、図１２では、横軸としてＸ座標のみ示している。また、図５には、ＬＳＩにおける位置（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）、・・・、（Ｘｉ、Ｙ１）、・・・と、温度Ｔ１１、Ｔ２１、・・・、Ｔｉ１との対応関係がテーブルＴ１により示されている。
【００７１】
また、上記温度係数格納部１２１には、配線の材料ごとに半導体製造上の固有の値である、温度変化に対する抵抗変化の係数が格納されている。
【００７２】
図４は抵抗の温度依存性をグラフで示しており、図４におけるρ０は温度Ｔ０のときの抵抗で、Ｔ０をリファレンス温度とし、温度Ｔ０のときの抵抗ρ０は既知であるとする。このとき、温度変化に対する配線抵抗変化が線形で近似することができることは一般によく知られている。即ち、図４に示すように、抵抗の温度依存性を式（６）で表すことができる。ただし、Ｔ’は解析する温度、Ｔ０はリファレンス温度、ｒ’は温度Ｔ’における抵抗値、βは配線の温度係数である。
【００７３】
ｒ’＝  ρ０（１＋β（Ｔ’−  Ｔ０））
＝  ρ０（１＋βＴ）                …（６）
ただし、Ｔ（＝Ｔ’−  Ｔ０）は温度変化量である。
【００７４】
また、上記抵抗計算部１０２は、上述の式（６）を用いて、上記信号配線を構成する抵抗素子の温度に依存した抵抗値を計算する温度依存信号配線抵抗計算部１１４と、該計算部１１４で計算された抵抗値を格納する温度依存信号配線抵抗素子情報格納部１１５とを有している。つまり、抵抗計算部１０２では、抵抗計算部１１４が、格納部１１３に格納されている抵抗素子の位置座標に該当する温度を、格納部１２２から、また、配線材料に固有の温度係数を、格納部１２１から読出し、式（６）に従って信号配線の各抵抗素子の温度依存抵抗値を計算する。そして、すべての抵抗素子の、計算した温度依存信号配線抵抗値は格納部１１５に格納される。
【００７５】
この温度依存抵抗情報格納部１１５には、上述の式（６）を用いて計算された温度変化を考慮した抵抗素子の抵抗値が、該抵抗素子の位置（座標）とともに、テーブルＴ３として格納されている。
【００７６】
図７は、上記テーブルＴ３を示す図であり、このテーブルＴ３は、信号配線における抵抗素子の情報として、その抵抗素子名（Ｒｖ１、Ｒｖ２、・・・、Ｒｖｉ、Ｒａ１、・・・、Ｒａｉ、・・・）と、その位置を示すＸ座標（Ｘｖ１、Ｘｖ２、・・・、Ｘｖｉ、Ｘａ１、・・・、Ｘａｉ、・・・）およびＹ座標（Ｙｖ１、Ｙｖ２、・・・、Ｙｖｉ、Ｙａ１、・・・、Ｙａｉ、・・・）と、抵抗（Ｒｅｓ’ｖ１、Ｒｅｓ’ｖ２、・・・、Ｒｅｓ’ｖｉ、Ｒｅｓ’ａ１、・・・、Ｒｅｓ’ａｉ、・・・）とを含んでいる。
【００７７】
また、この実施形態１の回路動作検証装置１００は、上記基本レイアウト情報における上記各抵抗素子の抵抗値を、配線での温度分布を考慮した抵抗値に置き換えた基本レイアウト情報に基づいて、ネット毎の温度依存クロストークノイズを計算するノイズ計算部（クロストークノイズ検証部）１０３と、ネット毎の温度依存クロストークノイズを格納するクロストークノイズ格納部（ネット毎の温度依存クロストークノイズ格納部）１１８と、ネット毎の温度依存クロストークノイズから違反ネットを検出する違反ネット検出部１０４とを有している。
【００７８】
また、回路動作検証装置１００は、図１３に示す温度依存クロストークノイズ解析用等価回路に関する回路情報を、上記信号配線情報格納部１１１に格納されている情報から抽出する等価回路情報抽出部（情報抽出部）１０５を有しており、該情報抽出部１０５は、等価回路におけるドライバセルＡｇｇ１、Ｖｉｃ１の出力抵抗（ドライバ抵抗）を格納する格納部１２４と、等価回路におけるレシーバセルＡｇｇ２、Ｖｉｃ２の入力容量（レシーバ入力容量）を格納する格納部１２５と、これらのセル間の信号配線の容量を格納する格納部１２６とを有している。これらの格納部１２４〜１２６に格納されている情報は、信号配線情報格納部１１１に格納されている情報から得られるものである。
【００７９】
ここで、上記ノイズ計算部１０３は、上述の格納部１１６に格納されている信号配線の寄生素子抽出ファイルと、格納部１２４に格納されているドライバ抵抗と、格納部１２５に格納されているレシーバ入力容量と、格納部１２６に格納されている信号配線容量とを市販のクロストークノイズ解析ツール等に受渡し、クロストークノイズ解析を行う。この市販のクロストークノイズ解析ツールは、これらの情報からネット毎のクロストークノイズを解析するものである。このようにして得られたネット毎の温度依存クロストークノイズ量は、格納部１１８に格納される。
【００８０】
つまり、ノイズ計算部１０３は、格納部１１１に格納されている信号配線の寄生素子抽出ファイルにおける各抵抗素子の抵抗値を、格納部１１５に格納されている各抵抗素子の温度依存抵抗に置き換えて得られる信号配線の寄生素子抽出ファイルを格納する格納部１１６と、該配線情報格納部１１６に格納されている抵抗素子の抵抗値に基づいて、クロストーク計算用情報（クロストークノイズ解析用等価回路に関する回路情報）から温度依存クロストークノイズを計算して格納部１１８に供給する温度依存クロストークノイズ計算部１１７とを有している。なお、この格納部１１６は、言い換えると、上記基本レイアウト情報における上記各抵抗素子の抵抗値を、配線での温度分布を考慮した抵抗値に置き換えた基本レイアウト情報を格納している。
【００８１】
また、上記違反ネット検出部１０４は、上述のクロストークノイズ計算の結果得られたネット毎のクロストークノイズ量を、格納部１２３に格納されている規定値と比較し、クロストークノイズ量が規定値を越えている場合、違反を起こす可能性のあるネットをエラーネット格納部１２０に格納し、該格納したネットをレイアウト修正の対象とする。
【００８２】
つまり、上記クロストーク違反検出部１０４は、ネット毎のクロストークノイズの規定値を格納する規定値格納部１２３と、該規定値格納部１２３に格納されているネット毎のクロストークノイズの規定値と、上記格納部１１８に格納されているネット毎のクロストークノイズとに基づいて、違反を起こす可能性のあるネットの情報をエラーネット格納部１２０に供給する違反箇所検出部１１９とを有している。このエラー素子格納部１２０には、上記格納部１１８に格納されているクロストークノイズ量が、格納部１２３に格納されている規定値を越えるネットが、エラーネットとして格納されている。また、ネット毎のクロストークノイズ量の規定値格納部１２３には、図９に示すテーブルＴ４のように、すべてのネットＮｅｔＡ、ＮｅｔＢ、ＮｅｔＣ、・・・、Ｎｅｔｉ、・・・についてクロストークノイズ量の規定値（許容値）ＶｔｈＡ、ＶｔｈＢ、ＶｔｈＣ、・・・、Ｖｔｈｉ、・・・があらかじめ登録されている。該規定値としては、例えば、クロストークノイズによる論理的な誤動作を予防するための閾値、あるいは、クロストークノイズが引き起こす信号遅延の変化が回路の動作タイミングに及ぼす影響を予防するための閾値が設定されている。
【００８３】
図２は、図１の回路動作検証装置の要部ハード構成例を示すブロック図である。
【００８４】
図２において、本実施形態の回路動作検証装置１００は、コンピュータシステムで構成されており、各種入力指令を可能とするキーボードやマウス、画面入力装置などの操作入力部２と、各種入力指令に応じて表示画面上に、初期画面、選択誘導画面および処理結果画面などの各種画像を表示可能とする表示部３と、全体的な制御を行う制御手段としてのＣＰＵ４（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ４の起動時にワークメモリとして働く一時記憶手段としてのＲＡＭ５と、ＣＰＵ４を動作させるための制御プログラムおよびこれに用いる各種データなどが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体（記憶手段）としてのＲＯＭ６と、回路動作検証処理における各種データを記憶すると共にこれを参照可能とするためのデータベース７とを有している。
【００８５】
ＣＰＵ４は、操作入力部２からの入力指令の他、ＲＯＭ６内からＲＡＭ５内に読み出された制御プログラムおよびこれに用いる各種データに基づいて、前述した信号配線抵抗素子抽出部１１２と、温度依存信号配線抵抗計算部１１４と、温度依存クロストークノイズ計算部１１７と、レイアウトのネット毎のクロストークノイズ量違反箇所の検出部１１９の機能をそれぞれ実行する。
【００８６】
ＲＯＭ６は、ハードディスク、光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどの可読記録媒体（記憶手段）で構成されている。この制御プログラムおよびこれに用いる各種データは、携帯自在な光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどからＲＯＭ６にダウンロードされてもよいし、コンピュータのハードディスクからＲＯＭ６にダウンロードされてもよいし、無線または有線、インターネットなどを介してＲＯＭ６にダウンロードされてもよい。
【００８７】
図２に示す回路動作検証装置１００の要部ハード構成は、図１に示す回路動作検証装置の各部の機能をコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体に格納して、コンピュータ（ＣＰＵ４）により自動的に回路動作検証処理を行うものである。
【００８８】
ＲＡＭ５やデータベース７は、ＣＰＵ４による回路動作検証処理中に中間データとして生成される各種データを、その都度格納すると共に、必要に応じてこれらを参照可能としている。なお、データベース７はＲＡＭ５と一体で同じ記憶手段として構成されていてもよい。
【００８９】
次に動作について説明する。
【００９０】
本発明の実施形態による回路動作検証装置により行われる、温度を考慮した高精度なクロストークノイズ計算方法を図１を用いて説明する。
【００９１】
この実施形態１のクロストークノイズ計算方法は、配置配線後のレイアウトに対して、信号配線抵抗素子情報を抽出する第１のステップと、温度依存信号配線抵抗素子を計算する第２のステップと、温度依存クロストークノイズを計算する第３のステップと、ゲートセルを繋ぐ信号配線（以下、ネットと呼ぶ）毎にクロストークノイズ量の違反ネットであるか否かを検出する第４のステップとを含んでいる。
【００９２】
以下、本実施形態１の動作について詳しく説明する。
【００９３】
図１に示す回路動作検証装置１００において、熱分布情報格納部１２２には、あらかじめ消費電力シミュレーションによって求めておいた配線の消費電流値を発熱源として与え、熱解析シミュレーションを行うことにより求めた熱分布情報が格納されている。ここで、熱分布情報とは、ＬＳＩの回路レイアウト上での座標と当該座標での温度を示すものである。
【００９４】
上記回路動作検証装置１００では、情報抽出部１１２が、信号配線の抵抗素子情報として、信号配線情報格納部１１１から抵抗素子のレイアウト上の位置座標とその抵抗値を抽出し、該信号配線抵抗素子情報を情報格納部１１３に格納しておく（第１のステップ）。
【００９５】
上記回路動作検証装置１００では、抵抗計算部１１４が上記第１のステップで格納された抵抗素子の抵抗値に対して、温度依存を考慮した抵抗計算を行う。このとき、格納部１２１に格納されている、温度依存抵抗計算に必要な配線の温度依存係数が参照される。また、信号配線抵抗素子の温度としては、熱分布情報格納部１２２に格納されている情報が参照される。抵抗計算部１１４は、このようにして計算された温度依存信号配線抵抗素子情報を温度依存信号配線抵抗素子情報格納部１１５に格納しておく（第２のステップ）。
【００９６】
上記回路動作検証装置１００では、上記第２のステップで算出した信号配線抵抗は、信号配線情報格納部１１６に上記信号配線情報格納部１１１と同様のフォーマットで格納されており、このフォーマットは市販のＣＡＤソフトであるクロストークノイズ検証ツールが読込み可能なフォーマットである。そして、クロストークノイズ計算部１１７は、信号配線情報格納部１１６に格納されている温度を考慮した信号配線情報と、信号配線情報格納部１１１から取り出して格納部１２４〜１２６に格納されているドライバ抵抗、レシーバ入力容量、信号配線容量とを市販のＣＡＤソフトであるクロストークノイズ検証ツールに与えて、レイアウトの各ネット毎の温度依存クロストークノイズを計算する（第３のステップ）。また、第３ステップで得られたレイアウトのネット毎の温度依存クロストークノイズ量は格納部１１８に格納しておく。
【００９７】
上記回路動作検証装置１００では、検出部１１９は、上記第３のステップで計算したセルあるいはブロック毎の温度依存クロストークノイズ量を、別途格納部１２３に格納しておいたネット毎のクロストークノイズ量の規定値と比較し、違反しているネットを取り出し、該ネットの情報を格納部１２０に格納する。
【００９８】
以上の第１〜第４のステップにより、配線抵抗の温度上昇を考慮した高精度で漏れのないクロストークノイズ検証を行うことが可能である。
【００９９】
本発明にかかる配線の自己発熱によって生じる温度変化を考慮した信号配線のクロストークノイズを検証する回路動作検証装置１００によれば、次の効果を期待できる。
【０１００】
標準セルの自動配置配線を用いたＬＳＩ設計において、あらかじめ求めておいた配線の自己発熱によって生じる熱分布の座標と温度の情報と、別途求めておいた配線材料ごとの配線抵抗の値（基準温度、たとえば常温の２５℃などでの抵抗値）と、温度変化に対する配線抵抗変化の係数とを参照することにより、配線の自己発熱によって生じる温度上昇を考慮したクロストークノイズ検証を行うことができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、配線の自己発熱によって生じる温度上昇を考慮したクロストークノイズ検証の結果、制約違反のあるネットを検出することができ、温度上昇を考慮しなかった場合に検出されなかったネットを違反ネットとして検出することができ、漏れのない高精度な検証を行うことができる。
【０１０２】
さらに、本発明によれば、配線の自己発熱によって生じる温度上昇を考慮したクロストークノイズ検証の結果、温度上昇を考慮しなかった場合に過大な見積もりをしたために違反として検出されたネットを違反のないネットとしてふるい落とし、不要なレイアウト修正をなくすことができる。
【０１０３】
本発明の効果の精度の改善を表す例を、図１３と図１４を用いて示す。
【０１０４】
標準セルの自動配置配線を用いて設計したレイアウトデータに対し、該レイアウトデータに含まれる回路素子として図１３に示すような攻撃側／被害側のドライバセルとそれらに繋がる抵抗素子、容量素子、レシーバセルを考える。
【０１０５】
図１３において、攻撃側のドライバセルＡｇｇ１、被害側のドライバセルＶｉｃ１、攻撃側のレシーバセルＡｇｇ２、被害側のレシーバセルはいずれもインバータセルである。また、ＮｅｔＡは被害側の配線素子（ネット）、ＮｅｔＢは攻撃側の配線素子（ネット）である。さらに、攻撃側の配線素子（ネット）ＮｅｔＡは、直列接続の抵抗素子Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒａ３で表される抵抗成分と、複数の対基板容量素子Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃａ３で表される容量成分とを有している。被害側の配線素子（ネット）についても同様に、直列接続の抵抗素子Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｒｖ３で表される抵抗成分と、複数の対基板容量素子Ｃｖ１、Ｃｖ２、Ｃｖ３で表される容量成分とを有している。また、攻撃側の配線素子と被害側の配線素子との間には、容量素子Ｃｃで表されるカップリング容量が形成されている。
【０１０６】
ここで、攻撃側のドライバセルＡｇｇ１は攻撃側の配線素子ＮｅｔＢを駆動し、該配線素子を介して攻撃側のレシーバセルＡｇｇ２に信号を出力するものであり、被害側のドライバセルＶｉｃ１は被害側の配線素子ＮｅｔＡを駆動し、該配線素子を介して被害側のレシーバセルＶｉｃ２に信号を出力するものである。
【０１０７】
図１４は、別途求めておいた熱分布から信号配線（ネット）の抵抗素子に相当する温度を参照し、温度依存抵抗計算を行った結果、その温度に最大３０％の抵抗変化がある場合の、従来手法によるＮｅｔＡのクロストークノイズと本発明によるＮｅｔＡのクロストークノイズとを表したものである。
【０１０８】
具体的には、以下に示すケース（１）とケース（２）は、回路構成が同じであり、ネットにおける温度分布が異なるケースであり、ケース（１）とケース（２）とを比べると、信号配線（ネット）における温度分布の違いは、該ネットを構成する抵抗素子で最大３０％の抵抗変化が生ずるものとなっている。
【０１０９】
この場合、従来手法によるクロストークノイズ量がケース（１）及び（２）のいずれについても、２４ｍｖであるのに対し、本発明によるクロストークノイズ量は、ケース（１）では２６．２ｍｖ、ケース（２）では２１．９ｍｖとなる。つまり、従来手法ではケース（１）ではクロストークノイズを２．２ｍｖ過小に、また、ケース（２）では２．１ｍｖ過大に見積もっていたことがわかる。
【０１１０】
このように本実施形態では、配線抵抗素子の抵抗を計算する際に配線の自己発熱によって生じる熱を考慮することにより、正確な抵抗値を求めることができ、クロストークノイズ検証を行う場合、この抵抗値を用いてクロストークノイズ量を計算することにより、正確なクロストークノイズ検証を行うことができる。
【０１１１】
また、上記実施形態１の回路動作検証装置は、半導体集積回路を製造する方法において用いることができる。
【０１１２】
具体的には、このような半導体集積回路の製造方法は、回路情報に基づいて得られたマスクパターンを用いて半導体集積回路を製造する方法であって、該回路情報は、基準温度で動作するよう回路設計された半導体集積回路の回路構成を示す温度非依存回路情報を、実施形態１の回路動作検証装置１００による回路動作検証処理により、前記配線の自己発熱によるクロストークノイズを反映するよう変更して得られた温度依存回路情報としたものである。
【０１１３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した非特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、回路動作検証装置、半導体集積回路の製造方法、回路動作検証方法、制御プログラム、及び記録媒体の分野において、配線抵抗素子の抵抗を計算する際に配線の自己発熱によって生じる熱を考慮して、正確なクロストークノイズ検証を行うことができるものであり、標準素子の自動配置配線を用いたＬＳＩ（大規模半導体集積回路）の設計では、ＬＳＩの性能や設計期間が回路動作検証の精度に左右されることから、このようなＬＳＩの設計において有用なものである。
【符号の説明】
【０１１５】
２  操作部
３  表示分
４  ＣＰＵ
５  ＲＡＭ
６  ＲＯＭ
７  データベース
１００  回路動作検証装置
１０１  配線情報抽出部
１０２  抵抗値計算部
１０３  クロストークノイズ計算部
１０４  違反ネット検出部
１０５  等価回路情報抽出部
１１１  信号配線情報格納部
１１２  信号配線抵抗素子情報抽出部
１１３  信号配線抵抗素子情報格納部
１１４  温度依存信号配線抵抗計算部
１１５  温度依存信号配線抵抗素子情報格納部
１１６  温度依存信号配線情報格納部
１１７  温度依存クロストークノイズ計算部
１１８  温度依存クロストークノイズ格納部
１１９  クロストークノイズ違反箇所検出部
１２０  違反ネット格納部
１２１  温度係数格納部
１２２  熱分布情報格納部
１２３  規定値格納部
１２４  ドライバ抵抗格納部
１２５  レシーバ入力容量格納部
１２６  信号配線容量格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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