(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定可能リング発信器を用いた回路シミュレータパラメータ抽出に基づく集積回路設計の方法であって、
（ａ）前記設定可能リング発振器を第１の設定において動作させるステップであって、前記設定可能リング発振器は、前記設定可能リング発振器の第１のノードと前記設定可能リング発振器の第２のノードとの間の複数の信号経路のうちの選択可能な１つを有するように設定可能であり、前記第１の設定において、第１の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路のうちの第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通るステップと、
（ｂ）前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第１の測定値を生成するステップと、
（ｃ）前記設定可能リング発振器を第２の設定において動作させるステップであって、前記第２の設定において、第２の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路のうちの第２の信号経路を介して前記第２のノードへ通り、前記第2の信号経路は、前記第1の信号経路とは電気的差異を有するステップと、
（ｄ）前記第２の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第２の測定値を生成するステップと、
（ｅ）前記電気的差異に基づく前記第１の測定値と前記第２の測定値とを用いて回路シミュレータパラメータを調整し、前記調整された回路シミュレータパラメータを用いて設定された回路シミュレーションツールで回路を設計するステップと
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記（ｂ）のステップにおける第１の設定にある場合、前記設定可能リング発振器は、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に第１の抵抗を有する第１のコンダクタを備え、前記設定可能リング発振器が前記（ｄ）のステップにおける第２の設定にある場合、前記設定可能リング発振器は、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に第２の抵抗を有する第２のコンダクタを備え、前記第２の抵抗は前記第１の抵抗の少なくとも２倍である方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータは、金属導体の寸法と、分布抵抗パラメータと、抵抗パラメータとからなるグループから選択される方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記（ｂ）のステップにおける第１の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第１の静電容量があり、前記設定可能リング発振器が前記（ｄ）のステップにおける第２の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第２の静電容量があり、前記第２の静電容量は前記第１の静電容量の少なくとも２倍である方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータは、金属導体の寸法と、分布静電容量パラメータと、誘電率パラメータとからなるグループから選択される方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記（ｂ）のステップにおける第１の設定にある場合、前記設定可能リング発振器は、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に第１の抵抗を有する第１のコンダクタを備え、前記設定可能リング発振器が前記（ｄ）のステップにおける第２の設定にある場合、前記設定可能リング発振器は、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に第２の抵抗を有する第２のコンダクタを備え、前記第２の抵抗と前記第１の抵抗とが実質的に同一である方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータが、ミスマッチパラメータである方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記（ｅ）のステップを用いることは、
トランジスタ依存パラメータの値を調整し、前記調整されたトランジスタ依存パラメータの値を用いて、前記設定可能リング発振器を前記第１の設定において模擬し、それによって第１の模擬結果を取得することであって、前記第１の模擬結果は、前記第１の測定値と実質的に一致することと、
相互接続依存パラメータの値を調整し、前記調整された相互接続依存パラメータの値と前記調整されたトランジスタ依存パラメータの値とを用いて、前記設定可能リング発振器を前記第２の設定において模擬し、それによって第２の模擬結果を取得することであって、前記第２の模擬結果は、前記第２の測定値と実質的に一致することと
を備える方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
前記（ｅ）のステップを用いることは、
複数のトランジスタ依存パラメータ値を調整し、前記調整されたトランジスタ依存パラメータ値を用いて、前記設定可能リング発振器を前記第１の設定において回路シミュレータ上で模擬し、それによって第１の模擬結果を取得することであって、前記第１の模擬結果は、前記第１の測定値と実質的に一致することと、
複数の相互接続依存パラメータ値を調整し、前記調整された相互接続依存パラメータ値を用いて、前記設定可能リング発振器を前記第２の設定において前記回路シミュレータ上で模擬し、それによって第２の模擬結果を取得することであって、前記第２の模擬結果は、前記第２の測定値と実質的に一致することと
を備える方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、
（ｆ）前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第３の測定値を生成するステップと、
（ｇ）第２のトランジスタ依存パラメータの値を調整し、前記調整されたトランジスタ依存パラメータの値を用いて、前記第１の設定において設定可能リング発振器を回路シミュレータで模擬し、それによって模擬結果を取得するステップであって、前記模擬結果は前記第３の測定値と実質的に一致するステップと
を更に備え、（ｆ）のステップと（ｇ）のステップとが、（ｃ）のステップと（ｄ）のステップとの前に実行される方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
前記第１の発振信号は、前記第１のノードから前記第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通る時、利得ステージを通過せず、前記第２の発振信号は、前記第１のノードから前記第２の信号経路を介して前記第２のノードへ通る時、利得ステージを通過しない方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器は専用テスト構造であり、前記設定可能リング発振器は集積回路の一部であり、前記回路シミュレータパラメータはＳＰＩＣＥパラメータであって、前記回路を実現することを更に備える方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、
前記動作特性は、前記設定可能リング発振器の電力消費特性あるいは周波数特定である方法。
【請求項１４】
設定可能リング発信器を用いた回路シミュレータパラメータ抽出に基づく集積回路シミュレータ装置であって、
前記設定可能リング発振器を第１の設定において動作させる手段であって、前記設定可能リング発振器は、前記設定可能リング発振器の第１のノードと前記設定可能リング発振器の第２のノードとの間の複数の信号経路のうちの選択可能な１つを有するように設定可能であり、前記第１の設定において、第１の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路のうちの第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通る手段と、
前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第１の測定値を生成する手段と、
前記設定可能リング発振器を第２の設定において動作させる手段であって、前記第２の設定において、第２の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路のうちの第２の信号経路を介して前記第２のノードへ通り、前記第2の信号経路は、前記第1の信号経路とは電気的差異を有する手段と、
前記第２の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第２の測定値を生成する手段と、
前記電気的差異に基づく前記第１の測定値と前記第２の測定値とを用いて回路シミュレータパラメータを調整する手段と、
前記調整された回路シミュレータパラメータを用いて設定された、回路を設計するための回路シミュレーションツールと
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示された実施形態は主に、試験構造からの回路シミュレータパラメータ及び／又は設計制約の抽出に関し、特に、リング発振器試験構造からの回路シミュレータパラメータ及び／又は設計制約の抽出に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路模擬ツールは、一般に集積回路の設計において用いられる。一般に用いられる１つの回路シミュレータは、ＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）と称されるプログラムである。集積回路形式で実現される回路の設計者は、回路をネットリストとして説明する。ネットリストは、相互接続された回路部品のセットを定める。回路部品のいくつかの例は、例えばレジスタ、コンデンサ、インダクタ、電源、及び電流源のような基本的回路素子である。これら回路素子の動作は、通常、１つ又は少数のパラメータの関数である。例えば基本レジスタは、単一のパラメータ、抵抗によって定められる。しかしネットリストは一般に、例えばメタル相互接続の長さ、Ｎチャネル電界効果トランジスタ及びＰチャネル電界効果トランジスタのような、より複雑な回路部品を含む。より複雑な回路部品の動作は、一般に、１つ又は複数の式を含む「モデル」によって定められる。モデルは、回路部品の動作を複数のパラメータの関数として定める。例えば、相互接続の長さのモデルは、例えば相互接続の実行長さ、相互接続の断面幅、断面厚さ、相互接続と他の構成との間の距離、相互接続の周囲の他の物質の誘電率、及びその他の物理的寸法や電気特性のようなパラメータを用いることができる。回路部品をモデル化する多くの異なる方法がある。いくつかのモデルは複雑であり、他のモデルは比較的単純である。
【０００３】
特定の回路を集積回路形式で実現する設計において、モデル及びモデルが用いるパラメータは、設計された回路の模擬が、回路が集積回路形式で実現された場合の回路の実際の動作と厳密に一致するように、慎重に選択される。設計された回路がネットリストとして示された後、ＳＰＩＣＥプログラムは、自身の模擬動作を決定するために、示された回路を模擬する。もし模擬されたような回路が正確に動作しなければ、回路設計は変更される。このように、回路設計は模擬され、回路が製造される前に正確な動作が確認される。
【０００４】
パラメータの値は一般に、しばしば「パラメータ抽出」と称される処理で決定される。パラメータ抽出の１つの例において、設計される回路を製造するために後に用いられるであろう半導体製造工程を用いて、一組の試験構成が試験ダイ上に製造される。試験構成はその後試験される。試験構成は、ＳＰＩＣＥを用いて模擬され、様々なモデルのパラメータは、ＳＰＩＣＥ模擬が試験結果と一致するまで調整される。例えば、米国特許第７，０４７，５０５号、第６，９３４，６７１号、及び第６，７９５，８００号を、異なるパラメータ抽出処理の例として参照されたい。
【０００５】
リング発振器を１つのこのような試験構成として製造し、その後リング発振器を動作させ、その動作周波数を測定することが一般的である。関連するＳＰＩＣＥ回路パラメータは、リング発振器のＳＰＩＣＥ模擬が、測定された発振周波数と一致する模擬発振周波数を出力するように調整される。調整されるであろうパラメータの例は、リング発振器のトランジスタのゲートの長さ、ゲートの幅、トランジスタのゲート絶縁体の誘電率、ゲート絶縁体の厚さ、トランジスタの閾値電圧、トランジスタ内の搬送波の移動度、及びその他多くのパラメータを含む。例えば、米国特許第５，７９０，４３６号及び第５，８２５，６７３号を参照されたい。第２のリング発振器はしばしば、同じ試験ダイ上に、第２のリング発振器が異なるタイプのトランジスタを用いるように製造される。第２のリング発振器は、第２のリング発振器内のトランジスタのモデルによって用いられるパラメータを測定するために用いられる。しかし、回路動作はトランジスタ性能のみによって影響を及ぼされるわけではない。回路動作は、様々な能動回路を共に接続するために用いられる相互接続の電気特性によっても影響を及ぼされる。異なるタイプの相互接続の長さがしばしば、リング発振器と共に試験ダイ上に構成される。これらの長さの様々な電気特性が、相互接続のためにＳＰＩＣＥモデルにおいて用いられるパラメータを抽出するために測定される。加えて、多くのリング発振器がしばしば、様々なリング発振器が異なる量の相互接続を発振信号経路に有し、そのため異なって動作するように、試験ダイ上に製造される。非荷重条件で単一のリング発振器が試験され、その後負荷条件で再試験されることがある。例えば、米国特許第６，０５５，８２９号を参照されたい。このようなリング発振器の動作を比較することによって、回路性能への相互接続負荷の影響をある程度まで隔離することができ、相互接続モデルによって用いられるＳＰＩＣＥパラメータを変更するために用いることができる。ＳＰＩＣＥパラメータの抽出は複雑であり、多くの異なる相関パラメータ、異なるタイプの試験構成、及び異なるタイプのモデルを含む、時間のかかる多次元タスクである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，０４７，５０５号
【特許文献２】米国特許第６，９３４，６７１号
【特許文献３】米国特許第６，７９５，８００号
【特許文献４】米国特許第５，７９０，４３６号
【特許文献５】米国特許第５，８２５，６７３号
【特許文献６】米国特許第６，０５５，８２９号
【発明の概要】
【０００７】
本願は、参照によって本願に組み込まれた、２００６年８月９日出願の米国特許仮出願第６０／８３６，７８７号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．第１１９条の下の利益を主張する。
【０００８】
第１の新規局面において、回路シミュレータパラメータを抽出する方法が開示される。設定可能リング発振器が第１の設定において動作し、発振信号が、リング発振器の第１のノードからリング発振器の第２のノードへ、第１の信号経路を介して通る。動作特性の第１の測定値が生成される。第１の測定値は、例えば、発振信号の周波数測定値であることができる。リング発振器はその後、第２の設定において動作し、発振信号は、第１のノードから第２のノードへ、第２の信号経路を介して通る。第２の測定値が生成される。第２の測定値は、例えば、発振周波数の周波数測定値であることができる。第１及び第２の測定値は、回路シミュレータパラメータを決定又は測定するために用いられる。
【０００９】
この方法の第１の例において、第１の経路はほとんど相互接続を含まず、第２の経路が実質的な相互接続を含む。２つの経路間の実質的な差異のみが、異なる量の相互接続によるために、相互接続負荷による回路動作への影響は、トランジスタ性能における変化による回路動作への影響から隔離される。金属負荷測定におけるトランジスタ変化でしばしば混乱をきたす悪影響を除去することができる。１つの例において、トランジスタ依存回路シミュレータパラメータが調整され、第１の設定におけるリング発振器は、模擬発振周波数が第１の測定値と一致するまで繰り返し模擬される。その後、トランジスタ依存回路パラメータが決定され、相互接続依存回路シミュレータパラメータが調整される。第２の設定におけるリング発振器が繰り返し模擬され、模擬発振周波数が第２の測定値と一致するまで、相互接続依存パラメータは調整される。この例において、決定（測定）された回路シミュレータパラメータは、第２の一致をさせるために調整された相互接続依存回路シミュレータパラメータである。
【００１０】
この方法の第２の例において、第１及び第２の信号経路は同一に配置され、第１及び第２の測定値は、回路シミュレータミスマッチパラメータを決定するために用いられる。１つの例において、トランジスタ依存回路シミュレータパラメータが調整され、第１の設定におけるリング発振器は、模擬発振周波数が第１の測定値と一致するまで繰り返し模擬される。トランジスタ依存回路パラメータが決定される。相互接続依存回路シミュレータパラメータが調整され、第２の設定におけるリング発振器は、模擬発振周波数が第２の測定値と一致するまで繰り返し模擬される。相互接続依存回路パラメータが調整された程度は、相互接続依存回路パラメータのミスマッチパラメータを決定するために用いられる。
【００１１】
第２の新規局面において、設定可能リング発振器試験構成が開示される。設定可能リング発振器試験構成は、例えば、半導体製造工程の開発に用いられる試験ダイの一部であることができる。設定可能リング発振器は、リング発振器の第１のノードとリング発振器の第２のノードとの間に複数の選択可能な信号経路を有する。フィードバック回路が、第２のノードからの信号を受け取り、信号の反転及び遅延バージョンを第１のノードへ供給することによって、第１のノードと、第２のノードと、選択可能な信号経路と、フィードバック回路との組み合わせが発振器を形成する。信号経路のうちの第１の信号経路が選択され、発振器が動作している場合、発振信号は、第１のノードから第２のノードへ第１の信号経路を介して通る。第２の信号経路は実質的に非伝導性である。一方、信号経路のうちの第２の信号経路が選択され、発振器が動作している場合、発振信号は、第１のノードから第２のノードへ第２の信号経路を介して通る。第１の信号経路は実質的に非伝導性である。
【００１２】
上記は概要であり、その必要上、簡略化、一般化、及び詳細の省略をしている。従って、当業者は、発明の概要が単に例示的であり、どのようにも限定するようには意図していないことをよく理解するであろう。特許請求の範囲によって単独で定義された、本明細書に開示したデバイス及び／又は処理の他の局面、発明特徴、及び利点は、限定的ではない以下の詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の新規な局面に従うパラメータ抽出方法のフローチャートである。
【図２】図２は、第２の新規な局面に従う設定可能リング発振器試験構成の図である。図２の設定可能リング発振器は、図１の方法で用いられることができる設定可能リング発振器の１つの例である。
【発明を実施する形態】
【００１４】
図１は、１つの新規な局面に従うパラメータ抽出方法１００のフローチャートである。方法１００は、設定可能リング発振器を含む。
【００１５】
図２は、図１の方法において用いることができる設定可能リング発振器１の１つの例の回路図である。設定可能リング発振器１は、集積回路の一部である専用試験構造である。より詳しくは、集積回路は、半導体製造工程の開発において用いられる試験ダイである。設定可能リング発振器１は、第１のノードＮ１と、１から２へのデマルチプレクサ２と、第１の導体３と、第２の導体４と、２から１へのマルチプレクサ５と、複数のインバータ６乃至１２とを含む。デマルチプレクサ２は、第１のデータ入力導線１３と、第１のデータ出力導線１４と、第２のデータ出力導線１５と、制御入力導線１６及び１７とを有する。マルチプレクサ５は、第１のデータ入力導線１８と、第２のデータ入力導線１９と、データ出力導線２０と、制御入力導線２１及び２２とを有する。インバータ６乃至１０は、直列に接続され、フィードバック回路を形成する。フィードバック回路は、ノードＮ２からの信号を受け取り、信号の反転及び遅延バージョンをノードＮ１へ供給する。
【００１６】
設定可能リング発振器１は、２つの設定のうちの選択可能な１つに設定可能である。設定可能リング発振器１を第１の設定にするために、デジタル論理高が、設定可能リング発振器の選択入力導線１３に設定される。デジタル論理高は、デマルチプレクサ２の第１の伝送ゲート２３を伝導性にし、デマルチプレクサ２の第２の伝送ゲート２４を非伝導性にする。その結果デマルチプレクサ２は、第１のノードＮ１を、第１のデータ出力導線１４及び第１の導体３に接続する。第２のデータ出力導線１５及び第２の導体４は、第１のノードＮ１に接続されない。選択入力導線１３上のデジタル論理高は、マルチプレクサ５の第１の伝送ゲート２５を伝導性にし、マルチプレクサ５の第２の伝送ゲート２６を非伝導性にする。その結果マルチプレクサ５は、第１の導体３及び第１のデータ入力導線１８を、第２のノードＮ２に接続する。第２の導体４及び第２のデータ入力導線１９は、第２のノードＮ２に接続されない。このように、設定可能リング発振器が第１の設定において発振している場合、発振信号は、第１のノードＮ１から、第１の信号経路２７を介して第２のノードＮ２へ通る。第１の信号経路２７には利得ステージはない。
【００１７】
設定可能リング発振器１を第２の設定に配置するために、デジタル論理低が、選択入力導線１３上に設定される。デジタル論理低は、デマルチプレクサ２の第１の伝送ゲート２３を非伝導性にし、デマルチプレクサ２の第２の伝送ゲート２４を伝導性にする。その結果デマルチプレクサ２は、第１のノードＮ１を、第２のデータ出力導線１５及び第２の導体４に接続する。第１のデータ出力導線１４及び第１の導体３は、第１のノードＮ１に接続されない。選択入力導線１３上のデジタル論理低は、マルチプレクサ５の第１の伝送ゲート２５を非伝導性にし、マルチプレクサ５の第２の伝送ゲート２６を伝導性にする。その結果マルチプレクサ５は、第２の導体４及び第２のデータ入力導線１９を第２のノードＮ２に接続する。第１の導体３及び第１のデータ出力導線１８は、第２のノードＮ２に接続されない。このように、設定可能リング発振器が第２の設定において発振している場合、発振信号は、第１のノードＮ１から、第２の信号経路２８を介して第２のノードＮ２へ通る。第２の信号経路２８には利得ステージはない。
【００１８】
図２の例において、第１の導体３及び第２の導体４は、元来、金属導体の端から端までである。導体３及び４は、それぞれの長さを除き、現実的に可能な全ての方法において（電気的にも構成的にも）実質的に同一である。第１及び第２の金属導体は、導体３及び４の分布抵抗が同一であり実質的に均一であるように、かつ導体３及び４の分布静電容量が同一であり実質的に均一であるように、集積回路の同じ金属相互接続層に配置され、同じタイプの材料を通過する。導体３及び４は、同様に、同じタイプの接触構造を有する。
【００１９】
図２の例において、伝送ゲート２３乃至２６のオン抵抗は約１０１オームであり、第１の導体３の抵抗は約１キロオームであり、第２の導体４の抵抗は第１の導体３の抵抗の１０倍（１０キロオーム）である。全ての伝送ゲート２３乃至２６が同じ構成である。デマルチプレクサ２、第１の導体３及び第２の導体４、及びマルチプレクサ５の構成は、第１の信号経路と第２の信号経路との間の電気的差異が、第１及び第２の導体の異なる長さのみによるように構成される。
【００２０】
図１の方法について、第１のステップ（ステップ１０１）で、設定可能リング発振器が第１の設定において動作する。第１の発振信号は、第１のノードＮ１から、第１の信号経路２７を介して第２のノードＮ２へ通る。伝送ゲート２４及び２６が非電導性であるため、第２の導体４は、ノードＮ１にもノードＮ２にも接続されない。
【００２１】
第２のステップ（ステップ１０２）で、設定可能リング発振器の動作特性の第１の測定値が生成される。インバータ１１は、例えば、第１の発振信号を周波数測定メカニズムへ出力することができる。周波数測定メカニズムは、試験ダイ上のデジタルカウンタを含むことができる。あるいは、外部試験装置の一部である周波数カウンタを含むことができる。測定される動作特性は、第１の発振信号の周波数である。
【００２２】
第３のステップ（ステップ１０３）で、設定可能リング発振器が第２の設定において動作する。第２の発振信号は、第１のノードＮ１から、第２の信号経路２８を介して第２のノードＮ２へ通る。伝送ゲート２３及び２５が非伝導性であるため、第１の導体３は、ノードＮ１にもノードＮ２にも接続されない。
【００２３】
第４のステップ（ステップ１０４）で、設定可能リング発振器の動作特性の第２の測定値が生成される。ステップ１０２と同様に、この例で測定される動作特性は、第２の発振信号の周波数である。
【００２４】
第５のステップ（ステップ１０５）で、第１及び第２の測定値は、回路シミュレータパラメータを決定するために用いられる。図１の方法１００の１つの例において、第１及び第２の測定値は、設定可能リング発振器を第１の設定において模擬することによって回路シミュレータパラメータを測定するために用いられる。設定可能リング発振器は、ＳＰＩＣＥ回路シミュレータを用いて模擬される。ＳＰＩＣＥ回路シミュレータは、第１の発振信号の模擬周波数を出力する。トランジスタ依存ＳＰＩＣＥパラメータはその後調整され、第１の設定における設定可能リング発振器が再模擬され、この調整処理及び再模擬処理は、模擬発振周波数が、実際の設定可能リング発振器で測定された周波数（第１の測定値）と実質的に一致するまで繰り返される。トランジスタ依存ＳＰＩＣＥパラメータは、例えば、ゲート長さパラメータ、ゲート幅パラメータ、ゲート絶縁体厚さパラメータ、又は電荷担体移動度パラメータであることができる。この場合のトランジスタ依存ＳＰＩＣＥパラメータは、インバータ６のＰチャネル電界効果トランジスタ２７及びＮチャネル電界効果トランジスタ２８に関する。
【００２５】
この方法では、この時点で、（その他全てのトランジスタ依存ＳＰＩＣＥパラメータと同様に）以前調整されたトランジスタ依存ＳＰＩＣＥパラメータが決定される。設定可能な発振器はその後、第２の設定において模擬される。相互接続依存ＳＰＩＣＥパラメータが調整され、設定可能リング発振器が再模擬され、この調整処理及び再模擬処理は、模擬発振周波数が、実際の設定可能リング発振器で測定された周波数（第２の測定値）と実質的に一致するまで繰り返される。相互接続依存ＳＰＩＣＥパラメータは例えば、問題となる導体が、導体３及び４のタイプの金属相互接続導体である場合、導体幅パラメータ又は導体高さパラメータであることができる。例えばもし、第２の導体４が、集積回路の「金属２」層内の導体の長さであれば、調整された相互接続依存ＳＰＩＣＥパラメータは、金属２層導体の幅を指定する幅パラメータであるか、あるいは金属２層導体の高さを指定する高さパラメータであることができる。相互接続依存ＳＰＩＣＥパラメータは、寸法ではなく、電気特性パラメータ（例えば抵抗パラメータ）であることができる。
【００２６】
いくつかの従来型試験ダイスにおいて、発振信号経路で各リング発振器が異なる量の相互接続を有する一連のリング発振器が製造される。異なるリング発振器間の動作的差異は、異なるリング発振器での相互接続における差異であると仮定される。しかしこの従来の仮定は、異なるリング発振器が異なるインバータトランジスタを有するために、全てが真ではない。異なるインバータは、非常に細かい点で、別の１つと互いに異なりうる。これらの差異は、様々なリング発振器の測定に影響を及ぼしうる。一方、図１の方法１００では、第２の設定のより高い相互接続負荷条件下と同様に、第１の設定の低い相互接続負荷条件下での発振周波数の測定において、全く同じ設定可能リング発振器インバータ６乃至１０が用いられる。従って、異なる量の相互接続による発振器の動作への影響は、リング発振器の他の部分の影響から、より良く分離される。
【００２７】
図１の方法１００の第２の例において、ステップ１０２の第１の測定値及びステップ１０４の第２の測定値は、しばしば「ミスマッチパラメータ」と称される、異なるタイプの回路シミュレータパラメータを決定するために用いられる。別のパラメータ（例えば導体幅）がノミナル値のプラス１０パーセント又はマイナス１０パーセント変化することができることを示す場合、ミスマッチパラメータの例は１０パーセントである。回路シミュレータモデルは、他のノミナルパラメータ値で動作する、多くのこのようなミスマッチパラメータを有することができる。回路シミュレータは、しばしば「統計的分析」と称されるものを実行するために、これらミスマッチパラメータを用いることができる。このような分析において、回路シミュレータは、回路の非常に多くの模擬を実行するが、異なる模擬の各々において、シミュレータは、関連するミスマッチパラメータを有するパラメータをランダムに無関係に変更する。回路シミュレータが所与のパラメータを変更されるであろう３シグマの変化は、関連するミスマッチパラメータによって定められる。一般に、回路シミュレータを用いて設計されている回路は、１つのパラメータが他のパラメータに対して変化する莫大な数の場合の下で的確に動作しなければならない。もし模擬が、様々に変更されるミスマッチパラメータ値にわたって回路が正確に動作しないことを示せば、回路に問題があることが明らかにされうる。
【００２８】
図１の方法の第２の例において、第１の導体３及び第２の導体４は、可能な限り同一に設計され製造される。２つの導体３及び４は、同一の長さ及び断面構造を有するように配置される。それらは、集積回路上の同じタイプの金属を通るように配置される。２つの導体３及び４は両方とも、導体の抵抗が伝送ゲートのオン抵抗と比較して大きくなるように、比較的長い導体として製造される。図１に示すように、設定可能リング発振器は、第１及び第２の設定の各々で模擬され、各設定について動作特性（例えば発振周波数）の測定値が生成される。これら２つの測定値の差分は、設定可能リング発振器回路の残りの部分が同一であるために、２つの経路２７と２８との間の電気的差異に帰着する。設定可能リング発振器はこのように、２つの導体経路間のミスマッチを測定するために利用可能である。図１の方法の第２の例において、第１の設定の模擬結果が第１の測定値と一致した場合、相互接続依存パラメータは第１の値を有したが、第２の設定の模擬結果が第２の測定値と一致した場合、相互接続依存パラメータは、第２の値を有した。相互接続パラメータが第２の一致を達成するために調整された程度は、ミスマッチパラメータを決定するために用いられる。１つの例において、２つの相互接続パラメータの値が１０パーセント異なれば、相互接続パラメータのミスマッチパラメータは１０パーセントであると決定される。
【００２９】
別の例において、２つの経路２７と２８との間の測定されたミスマッチの量は、集積回路設計におけるフリップフロップの配置の設計制約を決定するために用いられる。フリップフロップは、フリップフロップのデータ入力導線上で受け取られた信号と、フリップフロップのクロック入力導線上で受け取られたクロック信号との間の許容可能な相対タイミングを定める、セットアップ要件及びホールドタイミング要件を有する。複数のフリップフロップが、同じクロック信号によって同時にクロックされることができ、第１のフリップフロップのデータ出力は、論理量を通過し、その後第２のフリップフロップのデータ入力導線上へ供給される。このような２つのフリップフロップ間の距離が増加すると、第２のフリップフロップでのデータ入力信号に関するクロック信号タイミングの変化量も増加する。もしクロック信号タイミングにおけるこの変化量が極度に大きくなれば、クロック信号は実際に、第２のフリップフロップに非常に早く、又は非常に遅れて到着し、第２のフリップフロップのセットアップ要件又はホールド時間要件に違反しうる。従って、フリップフロップ間のクロック信号導体の長さは、クロック信号タイミングにおける変化量が低減されるように制限されなければならない。図１の方法の第２の例は、このようなクロック信号を搬送する導線の長さとタイミング変化量の大きさとの関係を決定するために用いることができる。クロック信号変化量の許容可能な最大量は、フリップフロップのセットアップ及びホールド時間と、フリップフロップのデータ入力導線に信号を供給する他の回路とに基づいて決定される。次に、第１の信号経路と第２の信号経路との間のタイミング差が、許容可能な信号変化量以下になる導体長さが、図２の設定可能リング発振器から決定される。フリップフロップ間の最大距離に関する設計制約は、この導体長さに設定される。
【００３０】
図１の方法の第１及び第２の例は単に、回路シミュレータパラメータを決定または測定するために図２の新規な設定可能リング発振器をいかに用いることができるか、の例である。図１の方法にはその他多くの例がある。例えば、模擬結果が第１の測定値と実質的に一致するように、複数のトランジスタ依存パラメータが調整され、模擬結果が第２の測定値と実質的に一致するように、複数の相互接続依存パラメータを調整することができる。
【００３１】
図１の方法１００の第３の詳細例において、周波数測定値と電流消費測定値との両方が、第１の設定において動作する設定可能リング発振器で生成される。第１のトランジスタ依存パラメータ（例えばゲート長さパラメータ）が調整され、リング発振器は、模擬発振周波数が、測定された発振周波数と一致するまで繰り返し模擬される。第２のトランジスタ依存パラメータ（例えばトランジスタゲート幅）が次に調整され、回路は、模擬電流消費が、測定された電流消費と一致するまで繰り返し模擬される。もしゲート幅パラメータの調整が模擬発振周波数を変更すれば、模擬発振周波数が、測定された周波数と再度一致するまで、第３のトランジスタ依存パラメータ（例えばトランジスタ搬送波移動度）が調整される。様々なトランジスタ依存パラメータの相関関係によって、周波数測定値及び電流消費測定値と、模擬周波数値及び模擬電流消費値との同様の程度の一致をもたらすパラメータ値の複数のセットがある。模擬動作特性と測定動作特性との一致は厳密である必要はないが、模擬値と測定値とが予め定められた範囲内で互いに近づいた場合十分であると見なされる必要がある。図１の方法の第３の詳細例において、第１の測定値（ステップ１０２で生成された第１の測定値）との一致を達成するために、複数のトランジスタ依存パラメータが調整されることを留意されたい。
【００３２】
第２の測定値がステップ１０４で生成された後、設定可能リング発振器は、第２の設定において模擬される。第１の相互接続依存パラメータ（例えば導体幅Ｗ）は、模擬発振周波数を測定された発振周波数と一致させるように調整される。しかし、第１の相互接続依存パラメータは、既定の限定された範囲外へ出ないように調整される。１つの例において、導体３及び４と同じ金属層における導体の幅を測定するために、「スカテロメトリ」（“scatterometry”）として知られる技術が用いられる。スカテロメトリ測定の結果は、導体３及び４の幅が、ノミナル値から決定されたパーセンテージ増減して変化すると判定される。このパーセンテージは、第１の相互接続依存パラメータが導体幅Ｗである上記の例において、第１の相互接続依存パラメータの限定された幅の範囲を定める。もし導体幅パラメータが、模擬発振周波数を測定された発振周波数と一致させようとして、導体幅Ｗが範囲の限界に達するまで調整されれば、導体幅パラメータは限界値に設定され、第２の相互接続依存パラメータ（例えば導体高さＨ）は、一致が起こるまで調整される。図１の方法の第３の詳細例において、第２の測定値（ステップ１０４で生成された第２の測定値）との一致を達成するために、複数の相互接続依存パラメータが調整されることを留意されたい。調整された複数の相互接続依存パラメータのうちの任意の１つが、図１のフローチャートのステップ１０５で言及された回路シミュレータパラメータとなりうる。
【００３３】
ある特定の実施形態が説明目的のために上述されたが、本特許文書の教示は一般適用性を有し、上記の特定の実施形態に限定されない。設定可能リング発振器においてシングルエンド回路を用いず、異なる信号を受け取り出力する回路を用いることもできる。２つの異なる選択可能な信号経路のみを有する設定可能リング発振器が説明されたが、設定可能リング発振器は、３つ又はそれ以上の異なる選択可能な信号経路を有することもできる。２つの異なる信号経路は、寸法の変更による回路性能への影響を、設定可能リング発振器及び関連する方法を用いて測定することができるように、周知の寸法においてのみ互いに異なる受動的構造を有することができる。２つの異なる信号経路は、測定された回路シミュレータパラメータが、誘電率パラメータ又は導体間の空間であるように、静電容量において互いに異なって生成される。送信ゲートではなく論理ゲートで作られたデマルチプレクサ及びマルチプレクサ構成も用いることができる。送信ゲートを用いてデマルチプレクサ及びマルチプレクサ構成を形成するのではなく、デマルチプレクサ及びマルチプレクサに簡略パスゲート（例えばＮチャネルトランジスタ）を用いて、第１及び第２のノードを第１及び第２の導体に接続することもできる。第１及び第２の測定値が周波数測定値である場合、第１及び第２の測定値は、代わりに、時間の測定値であることができる。従って、説明された特定の実施形態の様々な特徴の様々な変形例、適用例、及び組み合わせが、請求項の範囲を逸脱することなく実現可能である。
［付記１］
（ａ）設定可能リング発振器を第１の設定において動作させることであって、前記設定可能リング発振器は、前記設定可能リング発振器の第１のノードと前記設定可能リング発振器の第２のノードとの間の複数の信号経路のうちの選択可能な１つを有するように設定可能であり、前記第１の設定において、第１の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路のうちの第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通ることと、
（ｂ）前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第１の測定値を生成することと、
（ｃ）前記設定可能リング発振器を第２の設定において動作させることであって、前記第２の設定において、第２の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路のうちの第２の信号経路を介して前記第２のノードへ通ることと、
（ｄ）前記第２の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第２の測定値を生成することと、
（ｅ）前記第１の測定値と前記第２の測定値とを用いて回路シミュレータパラメータを決定することと
を備える方法。
［付記２］
付記１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記（ｂ）における第１の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第１の抵抗があり、前記設定可能リング発振器が前記（ｄ）における第２の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第２の抵抗があり、前記第２の抵抗は前記第１の抵抗の少なくとも２倍である方法。
［付記３］
付記２に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータは、金属導体の寸法と、分布抵抗パラメータと、抵抗パラメータとからなるグループから選択される方法。
［付記４］
付記１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記（ｂ）における第１の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第１の静電容量があり、前記設定可能リング発振器が前記（ｄ）における第２の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第２の静電容量があり、前記第２の静電容量は前記第１の静電容量の少なくとも２倍である方法。  
［付記５］
付記４に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータは、金属導体の寸法と、分布静電容量パラメータと、誘電率パラメータとからなるグループから選択される方法。
［付記６］
付記１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記（ｂ）における第１の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第１の抵抗があり、前記設定可能リング発振器が前記（ｄ）における第２の設定にある場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第２の抵抗があり、前記第２の抵抗と前記第１の抵抗とが実質的に同一である方法。
［付記７］
付記６に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータが、ミスマッチパラメータである方法。
［付記８］
付記１に記載の方法において、
前記（ｅ）を用いることは、
トランジスタ依存パラメータの値を調整し、前記調整されたトランジスタ依存パラメータの値を用いて、前記設定可能リング発振器を前記第１の設定において模擬し、それによって第１の模擬結果を取得することであって、前記第１の模擬結果は、前記第１の測定値と実質的に一致することと、
相互接続依存パラメータの値を調整し、前記調整された相互接続依存パラメータの値と前記調整されたトランジスタ依存パラメータの値とを用いて、前記設定可能リング発振器を前記第２の設定において模擬し、それによって第２の模擬結果を取得することであって、前記第２の模擬結果は、前記第２の測定値と実質的に一致することと
を備える方法。
［付記９］
付記１に記載の方法において、
前記（ｅ）を用いることは、
複数のトランジスタ依存パラメータ値を調整し、前記調整されたトランジスタ依存パラメータ値を用いて、前記設定可能リング発振器を前記第１の設定において回路シミュレータ上で模擬し、それによって第１の模擬結果を取得することであって、前記第１の模擬結果は、前記第１の測定値と実質的に一致することと、
複数の相互接続依存パラメータ値を調整し、前記調整された相互接続依存パラメータ値を用いて、前記設定可能リング発振器を前記第２の設定において前記回路シミュレータ上で模擬し、それによって第２の模擬結果を取得することであって、前記第２の模擬結果は、前記第２の測定値と実質的に一致することと
を備える方法。
［付記１０］
付記１に記載の方法において、
（ｆ）前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の動作特性の第３の測定値を生成することと、
（ｇ）第２のトランジスタ依存パラメータの値を調整し、前記調整されたトランジスタ依存パラメータの値を用いて、前記第１の設定において設定可能リング発振器を回路シミュレータで模擬し、それによって模擬結果を取得することであって、前記模擬結果は前記第３の測定値と実質的に一致することと
を更に備え、（ｆ）と（ｇ）とが、（ｃ）と（ｄ）との前に実行される方法。
［付記１１］
付記１に記載の方法において、
前記第１の発振信号は、前記第１のノードから前記第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通る時、利得ステージを通過せず、前記第２の発振信号は、前記第１のノードから前記第２の信号経路を介して前記第２のノードへ通る時、利得ステージを通過しない方法。
［付記１２］
付記１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器は専用テスト構造であり、前記設定可能リング発振器は集積回路の一部であり、前記回路シミュレータパラメータはＳＰＩＣＥパラメータである方法。
［付記１３］
（ａ）設定可能リング発振器を第１の設定において動作させることであって、前記設定可能リング発振器は、前記設定可能リング発振器の第１のノードと前記設定可能リング発振器の第２のノードとの間の複数の信号経路のうちの選択可能な１つを有するように設定可能であって、前記第１の設定において、第１の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路を介して前記第２のノードへ通ることと、
（ｂ）前記設定可能リング発振器が前記第１の設定において動作している場合、前記発振信号の周波数測定値を生成することと、
（ｃ）前記設定可能リング発振器が前記第１の設定において動作している場合、電力消費測定値を生成することと、
（ｄ）前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の模擬周波数が、前記（ｂ）で測定された周波数と実質的に一致し、前記第１の設定において、前記設定可能リング発振器の模擬電力消費が、前記（ｃ）で測定された電力消費と一致するように、第１の回路シミュレータパラメータと第２の回路シミュレータパラメータとを調整することと、
（ｅ）前記設定可能リング発振器を前記第２の設定において動作させることであって、第２の発振信号が、前記第１のノードから第２の前記信号経路を介して前記第２のノードへ通ることと、
（ｆ）前記設定可能リング発振器が前記第２の設定において動作している場合、前記発振信号の周波数測定値を生成することと、
（ｇ）前記第２の設定における前記設定可能リング発振器の模擬周波数が、前記（ｆ）で測定された周波数と一致するように、１つ又は複数の追加の回路シミュレータパラメータを調整することと
を備える方法。
［付記１４］
（ａ）設定可能リング発振器を第１の設定において動作させることであって、前記設定可能リング発振器は、前記設定可能リング発振器の第１のノードと前記設定可能リング発振器の第２のノードとの間の複数の信号経路のうちの選択可能な１つを有するように設定可能であって、前記第１の設定において、第１の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路を介して前記第２のノードへ通ることと、
（ｂ）前記設定可能リング発振器が前記第１の設定において動作している場合、前記発振信号の第１の周波数測定値を生成することと、
（ｃ）前記設定可能リング発振器を第２の設定において動作させることであって、前記第２の設定において、第２の発振信号が、前記第１のノードから前記信号経路を介して前記第２のノードへ通ることと、
（ｄ）前記設定可能リング発振器が前記第２の設定において動作している場合、前記発振信号の第２の周波数測定値を生成することと、
（ｅ）前記第１及び第２の周波数測定値に少なくとも部分的に基づいて、回路シミュレータミスマッチパラメータを決定することと
を備える方法。
［付記１５］
第１のノードと、
第２のノードと、
前記第１のノードと前記第２のノードとの間の複数の選択可能な信号経路であって、前記信号経路のうちの第１の信号経路が選択された場合、前記第２の信号経路は実質的に非伝導性であって、前記第１のノードが前記第１の信号経路によって前記第２のノードに接続され、前記信号経路のうちの第２の信号経路が選択された場合、前記第１の信号経路は実質的に非伝導性であって、前記第１のノードが前記第２の信号経路によって前記第２のノードと接続される信号経路と、
入力導線と出力導線とを有するフィードバック回路であって、前記入力導線は前記第２のノードに接続され、前記出力導線は前記第１のノードに接続され、前記フィードバック回路と、前記第１のノードと、前記選択可能な複数の信号経路と、前記第２のノードとが、設定可能リング発振器を共に形成するフィードバック回路と
を備える集積回路。
［付記１６］
付記１５に記載の集積回路において、
前記複数の選択可能な信号経路は、
データ入力導線と、第１のデータ出力導線と、第２のデータ出力導線と、制御入力導線とを有するデマルチプレクサと、
第１のデータ入力導線と、第２のデータ入力導線と、データ出力導線と、制御入力導線とを有するマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサの第１のデータ出力導線を、前記マルチプレクサの第１のデータ入力導線に接続する第１の導体と、
前記デマルチプレクサの第２のデータ出力導線を、前記マルチプレクサの第２のデータ入力導線に接続する第２の導体と
を備える集積回路。
［付記１７］
付記１６に記載の集積回路において、
前記第１の導体は、前記デマルチプレクサの第１のデータ出力導線から前記マルチプレクサの第１のデータ入力導線までの第１の距離に及び、前記第２の導体は、前記デマルチプレクサの第２のデータ出力導線から前記マルチプレクサの第２のデータ入力導線までの第２の距離に及び、前記第２の距離は前記第１の距離の少なくとも２倍である集積回路。
［付記１８］
付記１６に記載の集積回路において、
前記デマルチプレクサの第１のデータ出力導線から前記マルチプレクサの第１のデータ入力導線までの第１の導体に沿って、実質的に均一な第１の分布静電容量があり、前記デマルチプレクサの第１のデータ出力導線から前記マルチプレクサの第２のデータ入力導線までの第２の導体に沿って、実質的に均一な第２の分布静電容量があり、前記第１の分布静電容量と前記第２の分布静電容量とは実質的に同一である集積回路。
［付記１９］
付記１５に記載の集積回路において、
前記第１の信号経路が選択された場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第１の抵抗があり、前記第２の信号経路が選択された場合、前記第１のノードと前記第２のノードとの間には第２の抵抗があり、前記第２の抵抗は前記第１の抵抗の少なくとも２倍である集積回路。
［付記２０］
付記１５に記載の集積回路において、
前記複数の選択可能な信号経路は、前記第１及び第２の信号経路のうちの選択された１つを介して、前記第１のノードを前記第２のノードに接続する手段である集積回路。
［付記２１］
回路シミュレータパラメータを決定するために設定可能リング発振器を用いることを備え、
前記設定可能リング発振器は集積回路の一部であり、第１の設定と第２の設定とを有し、前記第１の設定において、発振信号が、前記設定可能リング発振器の第１のノードから前記設定可能リング発振器の第２のノードへ、第２の信号経路を介してではなく第１の信号経路を介して通り、前記第２の設定において、発振信号が、前記第１のノードから前記第２のノードへ、前記第１の信号経路を介してではなく前記第２の信号経路を介して通る
方法。
［付記２２］
付記２１に記載の方法において、
前記回路シミュレータパラメータは、ＳＰＩＣＥモデルによって用いられるパラメータである方法。
［付記２３］
付記２１に記載の方法において、
前記設定可能リング発振器が前記第１の設定にある場合、前記発振信号は、前記第１のノードから前記第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通る時、利得ステージを通過せず、前記設定可能リング発振器が前記第２の設定にある場合、前記発振信号は、前記第１のノードから前記第１の信号経路を介して前記第２のノードへ通る時、利得ステージを通過しない方法。
【図１】
0005490534.tif 000002
【図２】
0005490534.tif 000003