(57)【要約】【課題】  設計者の意図した配線結果を短時間で生成し、かつ配線の寄生抵抗を低減し、特性が良好な半導体集積回路を得ることが可能なレイアウト設計支援方法およびその装置を提供する。【解決手段】  既存のレイアウト結果から配線経路を変更するノードを指定する第1のステップ１０２と、第1のステップ１０２で指定されたノードの配線障害領域を生成する第２のステップ１０４と、第１のステップ１０２で指定されたノードの配線経路を第２のステップ１０２で生成された配線障害領域上を通過しない範囲内で配線長が短くなるように変更する第３のステップ１０５〜１１０とを含む。【選択図】  図１
2006209192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路の製造工程において配線経路を変更するレイアウト設計支援方法であって、既存のレイアウト結果から配線経路を変更するノードを指定する第1のステップと、前記第1のステップで指定されたノードの配線障害領域を生成する第２のステップと、前記第１のステップで指定されたノードの配線経路を前記第２のステップで生成された配線障害領域上を通過しない範囲内で配線長が短くなるように変更する第３のステップとを含む半導体集積回路のレイアウト設計支援方法。
【請求項２】
第２のステップより以前に配線経路の変更範囲を指定する第４のステップを含む請求項１記載の半導体集積回路のレイアウト設計支援方法。
【請求項３】
第２のステップは、配線障害領域のコーナ部分を曲線で生成するパターンと、屈曲線で生成するパターンのいずれか一方を選択するステップを含む請求項１または請求項２に記載の半導体集積回路のレイアウト設計支援方法。
【請求項４】
第３のステップは、水平方向および垂直方向に設定した仮配線経路上の一方に始点を有し他方に終点を有する線分を設定するステップと、前記線分が配線障害領域上を通過しないように、前記始点および前記終点の一方を固定し他方を前記仮配線経路に沿って移動して２本の線分を決定するステップと、前記２本の線分の交点と、前記固定した始点および終点を結ぶ経路を配線経路として決定するステップを含む請求項１、請求項２または請求項３記載の半導体集積回路のレイアウト設計支援方法。
【請求項５】
既存のレイアウト結果から配線経路を変更するノードを指定する第1の手段と、前記第1の手段で指定されたノードの配線障害領域を生成する第２の手段と、前記第１の手段で指定されたノードの配線経路を前記第２の手段で生成された配線障害領域上を通過しない範囲内で配線長が短くなるように変更する第３の手段とを備えた半導体集積回路のレイアウト設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の製造工程において配線経路を変更するレイアウト設計支援方法およびその装置に関し、特に低抵抗の配線を形成する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化および微細化が著しく進んでおり、半導体素子間を接続する配線の寄生抵抗による電圧降下および信号遅延等が回路特性に悪影響を与え問題となっている。
【０００３】
配線の寄生抵抗を低減する代表的手段として配線長を短くする方法が一般的であり、同一ノードを持つデバイスの端子間距離が短くなるようにデバイスの配置位置を決定している。しかしながら、デバイスの配置位置は半導体集積回路の特性に影響を与える場合が多いため、デバイスの端子間の距離だけから安直にデバイスの配置位置を決定することはできず、デバイスの配置位置の工夫だけでは配線長の短縮化は困難である。このような状況の中でさらなる配線長短縮化のため、配線の経路に斜めの配線格子を用いて配線する技術が提案されている。
【０００４】
以下、図１４、１５を参照しながら特許文献１に示されている、斜め配線格子を用いた自動配線方法について説明する。
【０００５】
図１４において、１４０１は垂直方向の配線格子、１４０２は水平方向の配線格子、１４０３は右上がり斜め方向の配線格子、１４０４は右下がり斜め方向の配線格子を示している。特許文献１にはこのような配線格子を利用して自動配線を行なうことで配線長を短くすることが可能であると記載されている。例えば、このような配線格子を利用して図１４に示すＡ点とＢ点間を自動配線した場合、１４０１と１４０２の２種類の配線格子しか利用しない場合の配線距離と比較すると、最大で約０．７倍配線長を短くすることができる。図１５は特許文献１による方法を用いた一例である。図１５において、１５０１は斜め方向の配線格子上に形成された配線パターンを示している。
【特許文献１】特開平３−２６０１８７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１６（ａ）に示すように自動配線で処理する斜め方向の配線格子の角度を一律同じ角度に設定した場合、最短経路となる図１６（ｂ）と比較して、配線領域を有効に利用できない場合がある。図１６において、１６０１は特許文献１に記載の配線経路を用いてＡ点からＢ点の間を自動配線した結果の配線経路、１６０２はＡ点とＢ点を結ぶ最短経路、１６０３は配線の障害となる領域を示している。また、斜め方向の配線格子角度を複数設定して自動配線処理を行なった場合には、計算時間が膨大になり非現実的である。さらに、自動配線では設計者の意図した結果が得られず、そのレイアウト修正のために多くの工数を必要とする。
【０００７】
上記に鑑み、本発明は、設計者の意図した配線結果を短時間で生成しかつ配線の寄生抵抗を低減し、特性が良好な半導体集積回路を得ることができる半導体回路のレイアウト設計支援方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体集積回路のレイアウト設計支援方法およびその装置は、既存のレイアウト結果から配線経路の空き領域を利用して配線経路の角度を一意に特定せず、配線経路を任意の角度に変更するステップないし手段を有する。
【０００９】
本発明の半導体集積回路のレイアウト設計支援方法は、半導体集積回路の製造工程において配線経路を変更するレイアウト設計支援方法であって、既存のレイアウト結果から配線経路を変更するノードを指定する第1のステップと、前記第1のステップで指定されたノードの配線障害領域を生成する第２のステップと、前記第１のステップで指定されたノードの配線経路を前記第２のステップで生成された配線障害領域上を通過しない範囲内で配線長が短くなるように変更する第３のステップとを含む。
【００１０】
上記構成において、第２のステップより以前に配線経路の変更範囲を指定する第４のステップを含む。
【００１１】
上記構成において、第２のステップは、配線障害領域のコーナ部分を曲線で生成するパターンと、屈曲線で生成するパターンのいずれか一方を選択するステップを含む。
【００１２】
上記構成において、第３のステップは、水平方向および垂直方向に設定した仮配線経路上の一方に始点を有し他方に終点を有する線分を設定するステップと、前記線分が配線障害領域上を通過しないように、前記始点および前記終点の一方を固定し他方を前記仮配線経路に沿って移動して２本の線分を決定するステップと、前記２本の線分の交点と、前記固定した始点および終点を結ぶ経路を配線経路として決定するステップを含むものである。
【００１３】
本発明の半導体集積回路のレイアウト設計支援装置は、既存のレイアウト結果から配線経路を変更するノードを指定する第1の手段と、前記第1の手段で指定されたノードの配線障害領域を生成する第２の手段と、前記第１の手段で指定されたノードの配線経路を前記第２の手段で生成された配線障害領域上を通過しない範囲内で配線長が短くなるように変更する第３の手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体集積回路のレイアウト設計支援方法およびその装置によれば、設計者の意図した配線結果を短時間で生成し、かつ配線の寄生抵抗を低減し、特性が良好な半導体集積回路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路のレイアウト設計支援方法およびその装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図１において、１０１は水平方向および垂直方向を配線経路として生成される仮配線経路生成ステップであり、その生成手段は自動配線、手動配線のいずれにも拘らない。１０２はステップ１０１にて生成された配線群より、配線経路を変更して配線寄生抵抗などのレイアウトに起因する回路特性の改善を試みるノードを指定する配線経路変更対象ノード指定ステップである。１０３はステップ１０２で指定した配線経路変更対象ノードに対し、配線経路を変更したい領域を指定する配線経路変更領域指定ステップである。１０４はステップ１０３で指定された配線経路変更領域内においてステップ１０２で指定された配線経路変更対象ノードの障害となる配線障害領域を生成する配線障害領域生成ステップである。ここで配線経路変更対象ノードの障害とは、配線経路変更対象ノードを形成する配線層と同層の配線層で形成され、且つ配線経路変更対象ノードとは異なるノードが与えられた図形群をプロセスルールによって定められた配線層の最小間隔と配線経路変更前の配線幅の２分の１だけ拡大した範囲および予めレイアウトデータ中に設定された配線禁止領域を示す。１０５はステップ１０３で指定された配線経路変更領域内においてステップ１０２で指定された配線経路変更対象ノードの始点および終点を設定するステップである。１０６はステップ１０５において設定された始点と終点を結ぶ線分を配線の最短経路として決定する配線最短経路生成ステップである。１０７はステップ１０６で生成された線分がステップ１０４で生成された配線障害領域と重なっているかを判定する配線経路重なり判定ステップである。ステップ１０７において重なりがあると判定された場合はステップ１０８の処理を行ない、重なりがないと判定された場合はステップ１１１の処理を行なう。１０８はステップ１０６で生成された線分の始点位置を固定したままステップ１０４で生成された配線障害領域と線分との重なりがなくなるまで線分の終点位置を配線経路変更前の配線経路に沿って移動させるステップである。１０９はステップ１０８とは反対にステップ１０６で生成した線分の終点位置を固定したままステップ１０４で生成された配線障害領域と線分との重なりがなくなるまで始点位置を配線経路変更前の配線経路に沿って移動させるステップである。１１０はステップ１０８と１０９においてそれぞれ移動した線分の交点を求め、その交点とステップ１０５で設定された始点および終点を結ぶ線分を新たな配線経路として設定するステップである。１１１はステップ１０１から１１０によって決定された新たな配線経路をもとに配線幅等の物理的情報を付加するステップである。１１２はステップ１０１から１１１によって配線経路が変更されたことで不要となった既存の配線情報を削除する不要配線情報削除ステップである。前述したステップ１０１から１１２の処理により、配線経路の変更を行なう。
次に図２から図１２を用いて図１で示す処理の流れをより詳細に説明する。
【００１７】
図２は本発明のステップ１０１で生成された仮配線経路を含むレイアウト図の一例を示している。図２において２０１、２０２、２０３はレイアウト上に配置されたトランジスタ素子、２０４、２０５は抵抗素子、２０６は容量素子を示している。また２０７、２０８、２０９はステップ１０１で生成された仮配線経路を示している。レイアウト設計行程では、まず２０１〜２０６に示すようなデバイスを配置し、その後ステップ１０１において自動配線または手動配線により各素子の端子間を接続する。次にステップ１０２において、レイアウト上から配線経路を変更するノード２０７、２０８を指定する。
【００１８】
図３は、ステップ１０３における配線経路変更領域の設定例を示す図である。図３において、３０１はステップ１０３によって指定された配線経路変更領域、３０２、３０３は設計者が配線経路変更領域として指定する頂点を示している。ステップ１０３ではステップ１０２で指定された配線経路変更対象ノードがレイアウト上で広範囲にわたる場合に設計者の意図した配線経路の変更がなされるように配線経路の変更領域を設定する。設計者が指定した２点３０２、３０３を対角線とする矩形３０１の内部が配線経路の変更領域となる。
【００１９】
図４は、ステップ１０３によって指定された配線経路変更領域を示している。ステップ１０４以降の処理は図４に示す配線経路変更領域内に対して行なわれる。
【００２０】
図５は、ステップ１０４における配線障害領域の設定例を示している。図５において、５０１はステップ１０４にて生成された配線障害領域の一部、５０２は抵抗素子の端子、５０３は抵抗素子の端子間または抵抗素子の端子と他の素子の端子間を接続する配線を示している。ステップ１０４ではまずステップ１０３で指定された配線経路変更領域３０１からステップ１０２で指定された配線経路変更対象ノード２０７、２０８を探して、それらを構成する配線層を得る。次に配線経路変更領域３０１から先に得た配線層と同じ配線層でかつ配線経路変更対象ノード２０７、２０８と異なるノードをもつ図形データを得る。本実施の形態では５０２の抵抗端子と５０３の配線がこれに相当する。次にプロセスルールからその配線層の最小間隔情報を得て、５０２、５０３の図形データを最小間隔だけ拡大し、障害領域の一部５０１を得る。
【００２１】
図６は配線障害領域の生成パターン例を示している。図６において、６０１は配線経路変更対象ノードと同層でかつ異なるノードの図形データ、６０２、６０３はそれぞれ異なる方法で６０１を拡大した結果を示している。通常最小間隔のような一定量だけ拡大する場合、６０２に示すようにコーナとなる頂点部分のパターンは曲線例えば円弧を形成する。しかしながら計算複雑化の緩和や物理的制約により６０３に示すように頂点部分のパターンを屈曲線で形成するような拡大を行なう場合もある。本発明においては、パターン６０２、６０３いずれの方法も処理を行なうことが可能であるが、本実施の形態においては、パターン６０３に示す方法を選択して図形を拡大している。さらにステップ１０４は、障害領域の一部５０１を配線経路変更対象ノード２０７、２０８を形成する配線幅の２分の１の大きさだけ拡大する。
【００２２】
図７において、７０１はステップ１０４にて得られた配線最小間隔から設定される配線障害領域、７０２は配線幅から設定される配線障害領域を示している。次にステップ１０５、１０６において、配線経路変更対象ノード２０７、２０８と配線経路変更領域３０１から配線経路変更を行なう区間を求め、その始点、終点、線分を決定する。
【００２３】
図８はステップ１０５、１０６における配線経路の変更手順説明図である。図８において、８０１はステップ１０４にて得られた配線障害領域、８０２は配線経路変更区間の始点、８０３は配線経路変更区間の終点、８０４は８０２と８０３を直線で結ぶ線分を示している。ステップ１０５では配線経路変更対象ノード２０７、２０８を形成する配線図形の中心線と配線経路変更領域３０１の交点から配線経路変更区間の始点および終点を決定する。この際どちらの交点を始点に設定しても良い。ステップ１０６では、ステップ１０５で決定した始点と終点から２点間を直線で結ぶ線分を作成する。この線分は計算処理上用いるものであり、実データとして発生するものではない。次にステップ１０７において、配線障害領域８０１と線分８０４に重なりが存在するか否かの判定を行なう。本実施の形態では重なりが存在するため、ステップ１０８の処理へ進む。
【００２４】
図９および図１０は、ステップ１０８における配線経路の変更手順説明図である。図９および図１０において、９０１はステップ１０５で決定した始点、１００１はステップ１０９で決定した始点、９０２はステップ１０５で決定した終点、１００２はステップ１０８で決定した終点、９０３、１００３は配線経路の線分、９０４、１００４は配線障害領域を示している。ステップ１０８では始点９０１を固定した状態で終点位置９０２を既存配線経路に沿って始点９０１側へ移動させて、線分９０３と配線障害領域９０４の重なりがなくなったところで９０２の移動を停止する。次にステップ１０９において図１０に示すように終点１００２を固定させてステップ１０８と同様の手順で始点１００１を移動し、線分１００３と配線障害領域１００４の重なりがなくなったところで１００１の移動を停止する。
【００２５】
図１１は、ステップ１１０における変更後の配線経路を示す図である。図１１において１１０１は配線経路の変更結果を示している。ステップ１１０ではステップ１０５で求められた始点および終点とステップ１０８、１０９で移動させた２本の線分の交点から変更後の配線経路を決定する。次にステップ１１１において、変更後の配線経路に配線幅等の図形情報を付加する。    
【００２６】
図１２において、１２０１はステップ１１０で決定された配線経路、１２０２は配線幅等の図形情報を付加した配線データを示している。最後にステップ１１２において、不要となった既存配線を部分的に削除して配線経路の変更を完了する。
【００２７】
図１３は本発明を用いて配線経路を変更した結果の配線経路１３０１を示している。このように、障害領域に重ならない範囲内で角度を固定しない方法で新たな配線経路を探索することで、配線長の短縮化が実現できる。
【００２８】
半導体集積回路のレイアウト設計支援装置は、上記各ステップを実現する手段により構成される。  
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の半導体集積回路のレイアウト設計支援方法および装置は、設計者の意図した配線結果を短時間で生成し、レイアウト上に構成された既存の配線データに対して任意の領域内で配線長を短くすることが可能であり、その結果、配線の寄生抵抗を削減できる等の効果を有し、半導体集積回路の製造工程等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態において処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２】仮配線経路を含むレイアウト図である。
【図３】配線経路変更領域の設定例を示す図である。
【図４】配線経路変更領域を示す図である。
【図５】配線障害領域の設定例を示す図である。
【図６】配線障害領域の生成パターン例である。
【図７】配線障害領域の設定例を示す図である。
【図８】配線経路の変更手順説明図である。
【図９】図８に続く配線経路の変更手順説明図である。
【図１０】図９に続く配線経路の変更手順説明図である。
【図１１】変更後の配線経路を示す図である。
【図１２】配線経路に配線情報を付加した図である。
【図１３】配線経路変更結果を示す図である。
【図１４】従来方法の説明図である。
【図１５】従来方法により得られる配線結果の一例である。
【図１６】従来方法の課題の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
２０１〜２０３  トランジスタ素子
２０４、２０５  抵抗素子
２０６  容量素子
２０７、２０８、２０９  仮配線経路
３０１  配線経路変更領域
３０２、３０３  配線経路変更領域の頂点
５０１  配線障害領域の一部
５０２  抵抗素子の端子
５０３  素子間配線
６０１  拡大対象の図形データ
６０２、６０３  図形データの拡大結果のパターン
７０１  配線最小間隔から設定される障害領域
７０２  配線幅から設定される障害領域
８０１  配線障害領域
８０２  配線経路変更区間の始点
８０３  配線経路変更区間の終点
８０４  配線経路変更区間を示す線分
９０１  配線経路変更区間の始点
９０２  配線経路変更区間の終点
９０３  配線経路変更区間を示す線分
９０４  配線障害領域
１００１  配線経路変更区間の始点
１００２  配線経路変更区間の終点
１００３  配線経路変更区間を示す線分
１００４  配線障害領域
１１０１  配線経路の変更結果
１２０１  配線経路の変更結果
１２０２  図形情報を付加した配線データ
１３０１  配線経路の変更結果
１４０１  垂直方向の配線格子
１４０２  水平方向の配線格子
１４０３  右上がり斜め方向の配線格子
１４０４  右下がり斜め方向の配線格子
１５０１  従来手法により得られた配線経路
１６０１  従来手法により得られたＡ点−Ｂ点を結ぶ配線経路
１６０２  Ａ点−Ｂ点を結ぶ最短の配線経路
１６０３  配線障害領域
【図１】
2006209192.tif 000003
【図２】
2006209192.tif 000004
【図３】
2006209192.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006209192.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006209192.tif 000013
【図１２】
2006209192.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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