(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に形成される第１配線層と該第１配線層の上又は下に層間絶縁膜を介して形成された第２配線層とを有する集積回路のパターンを設計するパターン設計方法であって、
原パターンを表わすデータから、前記第２配線層の電源系配線を含みかつ前記第２配線層の信号系配線を除く領域を表わすデータを抽出し、かつ該抽出されたデータと前記第１配線層の信号系配線を表わすデータの反転データとの論理積を算出する第１の論理演算工程と、
前記第１配線層において、前記第２配線層の電源系配線と重なり、かつ前記論理積よりなるダミーパターン可能領域の外縁から第１のリサイズ値だけ内側の領域に第１のダミーパターンを生成する第１のダミーパターン生成工程と、
前記第１のダミーパターンにおける第１のデザインルールに反する部分を補正する第１のダミーパターン補正工程とを備えたことを特徴とするパターン設計方法。
【請求項２】
請求項１記載のパターン設計方法であって、
前記第１配線層及び第２配線層の電源系配線と信号系配線とを含む領域を表わすデータを算出する第２の論理演算工程と、
前記第１配線層において、前記第２の論理演算工程により算出されたデータが第２のリサイズ値だけ外側に拡大された領域に拡大配線パターンを生成し、該生成された拡大配線パターンを表わすデータを反転して第２のダミーパターンを生成する第２のダミーパターン生成工程と、
前記第２のダミーパターンにおける第２のデザインルールに反する部分を補正する第２のダミーパターン補正工程と、
前記第１配線層の電源系配線及び信号系配線からなる実体配線の面積がチップ面積に対して有する比率よりなる第１の配線面積率、前記第１のダミーパターンと前記実体配線との合計面積が該チップ面積に対して有する比率よりなる第２の配線面積率、前記第２のダミーパターンと前記実体配線との合計面積が該チップ面積に対して有する比率よりなる第３の配線面積率、及び前記第１のダミーパターンと前記第２のダミーパターンと前記実体配線との合計面積が該チップ面積に対して有する比率よりなる第４の配線面積率を各々算出し、かつ、各々算出された第１から第４の配線面積率のうちの、所定の最適面積率に最も近い１つの配線面積率を選択する配線面積率決定工程とを更に備えたことを特徴とするパターン設計方法。
【請求項３】
請求項２記載のパターン設計方法であって、
前記配線面積率決定工程で選択された前記第１から第４の配線面積率のうちの一つが前記最適面積率を超えた場合には、前記配線面積率決定工程で選択された前記第１から第４の配線面積率のうちの一つが前記最適面積率以下になるように、第３のリサイズ値に基づいて前記第１又は第２のダミーパターンを縮小し、かつ、該縮小されたダミーパターンにおける第３のデザインルールに反する部分を補正するリサイズ及びデザインルールチェック工程を更に備えたことを特徴とするパターン設計方法。
【請求項４】
半導体基板に形成される第１配線層と該第１配線層の上又は下に層間絶縁膜を介して形成された第２配線層とを有する集積回路のパターンを設計するためのパターン設計装置であって、
原パターンを表わすデータから前記第２配線層の電源系配線を含みかつ前記第２配線層の信号系配線を除く領域を表わすデータを抽出し、かつ該抽出されたデータと前記第１配線層の信号系配線を表わすデータの反転データとの論理積を算出するための第１の論理演算手段と、
前記第１配線層において、前記第２配線層の電源系配線と重なり、かつ前記論理積よりなるダミーパターン可能領域の外縁から第１のリサイズ値だけ内側の領域に第１のダミーパターンを生成し、かつ該第１のダミーパターンにおける第１のデザインルールに反する部分を補正する第１のダミーパターン生成及び補正手段とを備えたことを特徴とするパターン設計装置。
【請求項５】
請求項４記載のパターン設計装置であって、
前記第１配線層及び前記第２配線層の電源系配線と信号系配線とを含む領域を表わすデータを算出するための第２の論理演算手段と、
前記第１配線層において、前記第２の論理演算工程により算出されたデータが第２のリサイズ値だけ外側に拡大された領域に拡大配線パターンを生成し、該生成された拡大配線パターンを表わすデータを反転して第２のダミーパターンを生成し、かつ該第２のダミーパターンにおける第２のデザインルールに反する部分を補正する第２のダミーパターン生成及び補正手段と、
前記第１配線層の電源系配線及び信号系配線からなる実体配線の面積がチップ面積に対して有する比率よりなる第１の配線面積率、前記第１のダミーパターンと前記実体配線との合計面積が該チップ面積に対して有する比率よりなる第２の配線面積率、前記第２のダミーパターンと前記実体配線との合計面積が該チップ面積に対して有する比率よりなる第３の配線面積率、及び前記第１のダミーパターンと前記第２のダミーパターンと前記実体配線との合計面積が該チップ面積に対して有する比率よりなる第４の配線面積率を各々算出し、かつ、各々算出された第１から第４の配線面積率のうちの、所定の最適面積率に最も近い１つの配線面積率を選択するための配線面積率決定手段とを更に備えたことを特徴とするパターン設計装置。
【請求項６】
請求項５記載のパターン設計装置であって、
前記配線面積率決定手段で選択された前記第１から第４の配線面積率のうちの一つが前記最適面積率を超えた場合には、前記配線面積率決定手段で選択された前記第１から第４の配線面積率のうちの一つが前記最適面積率以下になるように、第３のリサイズ値に基づいて前記第１又は第２のダミーパターンを縮小し、かつ、該縮小されたダミーパターンにおける第３のデザインルールに反する部分を補正するリサイズ及びデザインルールチェック手段を更に備えたことを特徴とするパターン設計装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダミーパターンを用いることにより、配線層毎に配線面積率が均一化された集積回路とそのパターン設計方法及び設計装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路の各配線層において配線面積がチップ面積に対して有する比率よりなる配線面積率は、一般的に集積回路の機種毎又は配線層毎によって異なる。該配線面積率の差異により、半導体製造工程において機種毎又は配線層毎にエッチング速度がばらつく。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、エッチング速度がばらつくことにより、配線の仕上り寸法ばらつき、オーバーエッチングによる断線、エッチング残りによる配線間のブリッジ等が発生し、これらによって歩留りが低下するという問題があった。該歩留り低下を防止するためには、集積回路の機種毎又は配線層毎に製造パラメータを調整しなければならないので、煩雑であった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、均一化された最適な配線面積率に設定された配線を有する集積回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明が講じた解決手段は、集積回路を、第１配線層と、該第１配線層の上又は下に層間絶縁膜を介して形成された第２配線層とを備え、第１配線層及び第２配線層は、それぞれが、電源系配線、信号系配線及び第１のダミーパターンを有し、第１配線層の第１のダミーパターンは、第２配線層の電源系配線の領域と重なるように、かつ、第１配線層の信号系配線と重ならないように該信号系配線とは所定の間隔を保って形成された構成とするものである。
【０００６】また、本発明が講じた別の解決手段は、集積回路を、第１のダミーパターンに加えて、第１配線層に、第１配線層及び第２配線層の電源系配線と信号系配線とがいずれもが存在しない領域よりなる未配線領域へ形成された第２のダミーパターンを備えた構成とするものである。
【０００７】
上記の構成によって、集積回路の配線層毎において、配線が存在しない領域を有効に利用してダミーパターンを形成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る集積回路を、図１及び図３を参照して説明する。図３は、本発明に係る集積回路を得るための、ダミーパターンが存在しないパターンよりなる原パターンＰＩを示すパターン図である。図３において、集積回路１へ形成された第１層信号系配線１０は、第１の配線層へ形成されるべき信号系配線を表わすパターンである。第２層信号系配線２０は、層間絶縁膜を介して第１の配線層の上へ形成されるべき第２の配線層における、信号系配線を表わすパターンである。第２層電源系配線２１は、該第２の配線層における、電源電圧又は接地電圧を供給するための電源系配線を表わすパターンである。第１層信号系配線１０と第２層信号系配線２０と第２層電源系配線２１とは、併せて原パターンＰＩを構成する。
【０００９】
図１は、本発明に係る集積回路のパターン図である。図３においてすでに示された構成要素と同一のものに対しては同一の符号を付して、その説明を省略する。図１において、第１のダミーパターンＤＰ１は、第２層電源系配線２１の領域に重なり、第１層信号系配線１０の領域に重ならないように、かつ、第１層信号系配線１０と第２層電源系配線２１との外縁からそれぞれ所定の間隔を保って、第１の配線層へ形成されたダミーパターンである。第２のダミーパターンＤＰ２は、第１層信号系配線１０と第２層信号系配線２０と第２層電源系配線２１とのいずれもが存在しない領域よりなる未配線領域において、各配線の外縁と集積回路１の外縁とからそれぞれ所定の間隔を保って、第１の配線層へ形成されたダミーパターンである。
【００１０】
本発明に係る集積回路によれば、集積回路１において、配線のうち広い面積を有する電源系配線の下層を使用した第１のダミーパターンＤＰ１と、未配線領域を使用した第２のダミーパターンＤＰ２とが、それぞれ第１の配線層へ形成される。このことにより、異なる集積回路の機種又は異なる配線層においても、電源系配線の下層領域又は未配線領域を有効に利用してダミーパターンが形成されるので、均一化された配線面積率を有する配線を形成できる。また、未配線領域におけるダミーパターンは、他の配線層の信号系配線から所定の間隔を保って形成されるので、該信号系配線とダミーパターンとの間に結合容量が発生せず、集積回路の誤動作を防止できる。また、それぞれ電源電圧及び接地電圧を供給するための、重なるように形成された電源系配線間へ、層間絶縁膜をそれぞれ介してダミーパターンを形成することができる。この場合には、電源電圧と接地電圧との間に結合容量が発生するので、集積回路が放射するノイズを低減し、かつ外部から侵入するノイズを除去して該集積回路の誤動作を低減できる。
【００１１】
なお、以上の説明においては、第１の配線層へ形成されたダミーパターンを説明した。これに限らず、第２の配線層における未配線領域へダミーパターンを形成してもよく、層間絶縁膜を介して該第２の配線層の上へ形成された第３の配線層においてダミーパターンを形成してもよい。
【００１２】
本発明に係るパターン設計装置を、図２を参照して説明する。図２は、本発明に係るパターン設計装置の構成を示すブロック図である。第１ダミーパターン生成手段３０は、それぞれ受け取った原パターンＰＩと第１のリサイズ値ＲＳ１と第１のデザインルールＤＲ１とに基づいて、第１のダミーパターンＤＰ１を生成するためのパターン生成手段である。第１ダミーパターン生成手段３０は、論理演算手段３１、論理演算手段３２、第１リサイズ手段３３及び第１デザインルールチェック手段３４から構成される。
【００１３】
第２ダミーパターン生成手段４０は、それぞれ受け取った原パターンＰＩと第２のリサイズ値ＲＳ２と第２のデザインルールＤＲ２とに基づいて、第２のダミーパターンＤＰ２を生成するためのパターン生成手段である。第２ダミーパターン生成手段４０は、論理演算手段４１、第２リサイズ手段４２、論理演算手段４３及び第２デザインルールチェック手段４４から構成される。
【００１４】
ダミーパターン決定手段５０は、それぞれ受け取った原パターンＰＩと第３のリサイズ値ＲＳ３と第３のデザインルールＤＲ３とに基づいて、それぞれ受け取った第１のダミーパターンＤＰ１と第２のダミーパターンＤＰ２とを組み合わせて最適なダミーパターンを決定するためのパターン決定手段である。ダミーパターン決定手段５０は、配線面積率決定手段５１、第３リサイズ手段５２及び第３デザインルールチェック手段５３から構成される。
【００１５】
論理演算手段６０は、ダミーパターン決定手段５０からそれぞれ受け取った原パターンＰＩと最適なダミーパターンとに基づいて、最適化パターンを生成するためのパターン生成手段である。
【００１６】
図２のパターン設計装置の動作を、図１と図４〜図１１とを参照して説明する。図３においてすでに示された構成要素と同一のものに対しては同一の符号を付して、その説明を省略する。また、以下の説明においては、生成されるダミーパターンはすべて第１の配線層へ生成される。
【００１７】
図４は、論理演算手段３１が供給する第１パターンＰ１を示すパターン図である。論理演算手段３１は、受け取った原パターンＰＩから第２層電源系配線２１のみを抽出して第１パターンＰ１を生成し、かつ供給する。図５は、論理演算手段３２が供給する第２パターンＰ２を示すパターン図である。論理演算手段３２は、論理演算手段３１から受け取った第１パターンＰ１から第１層信号系配線１０と重なる領域を除外して第２パターンＰ２を生成し、かつ供給する。図６は、第１リサイズ手段３３が供給する第３パターンＰ３を示すパターン図である。第１リサイズ手段３３は、受け取った第１のリサイズ値ＲＳ１に基づいて、論理演算手段３２から受け取った第２パターンＰ２を第１のリサイズ値ＲＳ１だけ縮小して第３パターンＰ３を生成し、かつ供給する。第１デザインルールチェック手段３４は、受け取った第１のデザインルールＤＲ１に基づき、第１リサイズ手段３３から受け取った第３パターンＰ３をチェックする。該チェックの結果、第１のデザインルールＤＲ１に反する部分があればその部分において受け取った第３パターンＰ３を補正し、反する部分がなければ該受け取った第３パターンＰ３をそのまま供給する。図６においては、第３パターンＰ３が第１のデザインルールＤＲ１に反していない場合が示されている。したがってこの場合には、第１デザインルールチェック手段３４は、第３パターンＰ３よりなる第１のダミーパターンＤＰ１を供給する。
【００１８】
図７は、論理演算手段４１が供給する第４パターンＰ４を示すパターン図である。論理演算手段４１は、受け取った原パターンＰＩに基づいて、該原パターンＰＩが有するすべての配線の論理和をとって第４パターンＰ４を生成し、かつ供給する。図８は、第２リサイズ手段４２の動作を説明する説明図である。図９は、第２リサイズ手段４２が供給する拡大配線パターンよりなる第５パターンＰ５を示すパターン図である。第２リサイズ手段４２は、受け取った第２のリサイズ値ＲＳ２に基づいて、論理演算手段４１から受け取った第４パターンＰ４を第２のリサイズ値ＲＳ２だけ拡大して第５パターンＰ５を生成し、かつ供給する。図１０は、論理演算手段４３が供給する第６パターンＰ６を示すパターン図である。論理演算手段４３は、第２リサイズ手段４２から受け取った第５パターンＰ５に基づいて、該第５パターンＰ５を反転して第６パターンＰ６を生成し、かつ供給する。図１１は、第２デザインルールチェック手段４４が供給する第２のダミーパターンＤＰ２を示すパターン図である。第２デザインルールチェック手段４４は、受け取った第２のデザインルールＤＲ２に基づき、論理演算手段４３から受け取った第６パターンＰ６をチェックする。該チェックの結果、第２のデザインルールＤＲ２に反する部分があればその部分において受け取った第６パターンＰ６を補正し、反する部分がなければ該第６パターンＰ６をそのまま供給する。図１０においては、第６パターンＰ６が第２のデザインルールＤＲ２に反している場合が示されている。したがってこの場合には、第２デザインルールチェック手段４４は、第６パターンＰ６が第２のデザインルールＤＲ２に反している部分において、該第６パターンＰ６を補正する。すなわち、集積回路１の外縁までパターンが存在する部分において該外縁から所定の間隔を保つようにパターンを除去し、更に、除去した結果パターンが所定の幅より小さくなった部分においてパターンを除去して、図１１に示された第２のダミーパターンＤＰ２を生成する。
【００１９】
配線面積率決定手段５１は、まず、原パターンＰＩと第１のダミーパターンＤＰ１と第２のダミーパターンＤＰ２とをそれぞれ受け取る。次に、受け取った各パターンに基づいて、第１の配線層における、電源系配線と信号系配線とからなる実体配線の配線面積である第１の配線面積、第１のダミーパターンＤＰ１と実体配線との配線面積の和である第２の配線面積、第２のダミーパターンＤＰ２と実体配線との配線面積の和である第３の配線面積、及び第１のダミーパターンＤＰ１と第２のダミーパターンＤＰ２と実体配線との配線面積の和である第４の配線面積をそれぞれ算出する。次に、該算出された第１〜第４の配線面積が集積回路のチップ面積に対してそれぞれ有する比率よりなる、第１〜第４の配線面積率を算出する。次に、該算出された第１〜第４の配線面積率の中から、所定の最適配線率に最も近い配線面積率を選択して、該選択された配線面積率に対応する配線の組合せを表わすデータを供給する。
【００２０】
第３リサイズ手段５２は、配線面積率決定手段５１から受け取ったデータに対応する配線面積率が最適配線率を超えている場合には、受け取った第３のリサイズ値ＲＳ３に基づいて第１又は第２のダミーパターンＤＰ１又はＤＰ２を縮小させ、配線面積率が最適配線率以下になるように受け取ったデータを修正し、かつ、該修正されたダミーパターンを供給する。
【００２１】
第３デザインルールチェック手段５３は、受け取った第３のデザインルールＤＲ３に基づいて、第３リサイズ手段５２から受け取った修正されたダミーパターンにおいて、第３のデザインルールＤＲ３を満たさない部分が発生した場合には、該満たさない部分を第３のデザインルールＤＲ３に基づいて修正する。
【００２２】
論理演算手段６０は、該修正されたダミーパターンと原パターンＰＩとの論理和を演算して、図１に示された集積回路１の最適化パターンを生成し、かつ供給する。
【００２３】
以上説明したように、本発明に係るパターン設計装置によれば、集積回路１において、配線のうち広い面積を有する電源系配線の下層領域と未配線領域とへダミーパターンを生成するように、第１のダミーパターンＤＰ１と第２のダミーパターンＤＰ２とをそれぞれ設計する。また、所定の最適配線率以下で最も近い配線面積率になるように、第１又は第２のダミーパターンＤＰ１又はＤＰ２を補正する。したがって、集積回路の異なる機種同士、又は異なる配線層同士においても、未配線領域又は電源系配線の下層領域を有効に利用してダミーパターンを生成し、かつ補正するので、均一化された最適な配線面積率を有する配線を設計できる。
【００２４】
また、未配線領域におけるダミーパターンが他の配線層の信号系配線から所定の間隔を保つように、該ダミーパターンを設計する。このことによって、該信号系配線とダミーパターンとの間に結合容量が発生しないので、誤動作しにくい集積回路を実現できる。
【００２５】
また、電源電圧及び接地電圧を供給するための、重なるように形成された電源系配線間へ、層間絶縁膜をそれぞれ介したダミーパターンを形成するように設計してもよい。この場合には、電源電圧と接地電圧との間に結合容量が発生するので、外部から侵入するノイズが削減されて誤動作しにくく、かつ、放射するノイズが低減された集積回路を実現できる。
【００２６】
なお、以上の説明においては、第１の配線層へダミーパターンを生成する場合について説明した。これに限らず、第２の配線層における未配線領域へダミーパターンを生成してもよく、層間絶縁膜を介して該第２の配線層の上へ生成される第３の配線層においてダミーパターンを生成してもよい。また、最適配線率に応じて、第１ダミーパターン生成手段３０と第２ダミーパターン生成手段４０とのうち、いずれか一方の手段のみを使用してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、電源系配線の上層又は下層よりなる配線層へ形成された第１のダミーパターンと、該配線層における未配線領域へ形成された第２のダミーパターンとを組み合わせ、かつ、最適な配線面積率になるよう必要に応じて第１又は第２のダミーパターンを補正する。したがって、異なる集積回路の機種、又は異なる配線層においても、均一化された最適な配線面積率を有する配線が形成される。このことにより、半導体製造工程におけるエッチング速度のバラツキが抑制されるので、歩留りと配線の寸法精度とが高い集積回路を実現できる。
【００２８】
また、未配線領域におけるダミーパターンが他の配線層の信号系配線から所定の間隔を保って形成されることによって、該ダミーパターンと該信号系配線との間に結合容量が発生しないので、誤動作しにくい集積回路を実現できる。
【００２９】
また、それぞれ電源電圧及び接地電圧を供給するために重なるように形成された電源系配線間へ、それぞれ層間絶縁膜を介してダミーパターンを形成することによって、電源電圧と接地電圧との間に結合容量が発生するので、外部から侵入するノイズが削減されて誤動作しにくく、かつ、放射するノイズが低減された集積回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る集積回路のパターン図である。
【図２】本発明に係るパターン設計装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る集積回路の原パターンを示すパターン図である。
【図４】図２の第１パターンを示すパターン図である。
【図５】図２の第２パターンを示すパターン図である。
【図６】図２の第３パターン及び第１のダミーパターンを示すパターン図である。
【図７】図２の第４パターンを示すパターン図である。
【図８】図２の第２リサイズ手段の動作を説明する図である。
【図９】図２の第５パターンを示すパターン図である。
【図１０】図２の第６パターンを示すパターン図である。
【図１１】図２の第２のダミーパターンを示すパターン図である。
【符号の説明】
１    集積回路
１０    第１層信号系配線
２０    第２層信号系配線
２１    第２層電源系配線
３０    第１ダミーパターン生成手段
４０    第２ダミーパターン生成手段
５０    ダミーパターン決定手段
ＤＰ１    第１のダミーパターン
ＤＰ２    第２のダミーパターン
ＰＩ    原パターン
【図１】
0003614619.tif 000002
【図２】
0003614619.tif 000003
【図３】
0003614619.tif 000004
【図４】
0003614619.tif 000005
【図５】
0003614619.tif 000006
【図６】
0003614619.tif 000007
【図７】
0003614619.tif 000008
【図８】
0003614619.tif 000009
【図９】
0003614619.tif 000010
【図１０】
0003614619.tif 000011
【図１１】
0003614619.tif 000012