(57)【要約】【課題】  エリアパッドやその周辺の配線パターンを自動でレイアウトすることができる。【解決手段】  複数のセルのうち少なくとも１つのセルをエリアパッドセル１〜３として作成し、他の少なくとも１つのセルを配線パターンセル４〜１０として作成しそれぞれ設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備されたセルの配置情報あるいは配線構造情報を基にエリアパッドセルと配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置する。これによりセル境界部やセル内配線部のピンやコンタクトによりセル同士および他の配線パターンとの接続を確保しながら、デザインルールを満たすようなレイアウトデザインを生成することができる。これと同時に通常の自動レイアウトを行うことにより、全てのレイアウト情報を備えたレイアウトデータベースを生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセル情報を有する設計ライブラリを使用してレイアウトする半導体集積回路装置のレイアウト方法であって、前記複数のセルのうち少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成し前記設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備された前記セルの配置情報あるいは配線構造情報を基に前記配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置することを特徴とする半導体集積回路装置のレイアウト方法。
【請求項２】
複数のセル情報を有する設計ライブラリを使用してレイアウトする半導体集積回路装置のレイアウト方法であって、前記複数のセルのうち少なくとも１つのセルをエリアパッドセルとして作成し、他の少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成しそれぞれ前記設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備された前記セルの配置情報あるいは配線構造情報を基に前記エリアパッドセルと前記配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置することを特徴とする半導体集積回路装置のレイアウト方法。
【請求項３】
前記エリアパッドセルと前記配線パターンセルは、セルの境界部に接続ピンを持つ請求項２記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体集積回路装置のレイアウト方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置の微細化、高集積化が進むにつれて、集積回路規模の大規模化および入出力パッド数の増加傾向が顕著になるが、同時にチップ面積の最小化を実現しなければならない。そのためには、入出力パッドをチップ周辺部だけでなく、チップ中心部にも配置することにより、チップ面積を最小化する方法が有効であり、このようなパッドはエリアパッドと呼ばれる。通常、エリアパッドはチップ内部への電源供給に使われることが多く、その場合にはエリアパッドからチップ内部までをストラップ構造やメッシュ構造等のメタル配線で接続されることが多い。
【０００３】
従来の半導体集積回路装置のレイアウト方法では、自動レイアウトツールの編集機能や、より高度な編集機能を備えたマニュアル編集ツールを使用して、エリアパッドやその周辺の配線パターンを手動で生成している（特許文献１参照）。例えば、比較的簡単なものであれば自動レイアウトツールの編集機能でエリアパッドや周辺配線パターンを生成している。また、より複雑な場合には、マニュアル編集ツールで生成したエリアパッドや周辺配線パターンと自動レイアウトツールで生成した他のセルや配線パターンのレイアウト情報をどちらか一方のツールに移行するか、あるいはさらに別のマスク処理ツール等で重ね合わせることにより、各種レイアウト解析やレイアウト検証を実施している。
【特許文献１】特開２００３−１００８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体集積回路装置のレイアウト方法では、エリアパッドやその周辺の配線パターンを自動でレイアウトすることはできない。これは、エリアパッドや周辺配線パターンの複雑な形状の生成が困難な上に、特定のルールに則って整然と配置配線される必要があるため、通常の自動レイアウトには適さないためである。
【０００５】
また、他のマニュアル編集ツールで生成したエリアパッドや周辺配線パターン等と自動レイアウトツールで生成した他のセルや配線パターン等を統合する際には、配置配線履歴情報等のレイアウト情報の欠落が避けられず、データベースとして不完全なものしかできない。
【０００６】
したがって、この発明の目的は、エリアパッドやその周辺の配線パターンを自動でレイアウトすることができる半導体集積回路装置のレイアウト方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明の請求項１記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法は、複数のセル情報を有する設計ライブラリを使用してレイアウトする半導体集積回路装置のレイアウト方法であって、前記複数のセルのうち少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成し前記設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備された前記セルの配置情報あるいは配線構造情報を基に前記配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置する。
【０００８】
請求項２記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法は、複数のセル情報を有する設計ライブラリを使用してレイアウトする半導体集積回路装置のレイアウト方法であって、前記複数のセルのうち少なくとも１つのセルをエリアパッドセルとして作成し、他の少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成しそれぞれ前記設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備された前記セルの配置情報あるいは配線構造情報を基に前記エリアパッドセルと前記配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置する。
【０００９】
請求項３記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法は、請求項２記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法において、前記エリアパッドセルと前記配線パターンセルは、セルの境界部に接続ピンを持つ。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の請求項１記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法によれば、複数のセルのうち少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成し設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備されたセルの配置情報あるいは配線構造情報を基に配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置するので、セル境界部やセル内配線部のピンやコンタクトによりセル同士および他の配線パターンとの接続を確保しながら、デザインルールを満たすようなレイアウトデザインを生成することができる。これと同時に通常の自動レイアウトを行うことにより、全てのレイアウト情報を備えたレイアウトデータベースを生成する。その結果、周辺配線パターンのレイアウトの自動化を実現できる。また、任意の形状の配線パターンの使用が可能になり、レイアウトの自由度が向上する。
【００１１】
この発明の請求項２記載の半導体集積回路装置のレイアウト方法によれば、複数のセルのうち少なくとも１つのセルをエリアパッドセルとして作成し、他の少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成しそれぞれ設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備されたセルの配置情報あるいは配線構造情報を基にエリアパッドセルと配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置するので、エリアパッドや周辺配線パターンのレイアウトの自動化を実現できる。また、任意の形状のエリアパッドや配線パターンの使用が可能になり、レイアウトの自由度が向上する。さらに、トランジスタ層からエリアパッドを含む最上位配線層までの全てのレイアウト情報を備えたレイアウトデータベースの生成により、デザインルールチェック、ＬＶＳチェック等のレイアウト検証と、ＲＣ抽出、遅延計算、クロストーク、エレクトロマイグレーション、電源電圧降下、基盤ノイズ等のレイアウト解析が可能になる。
【００１２】
請求項３では、エリアパッドセルと配線パターンセルは、セルの境界部に接続ピンを持つので、エリアパッドセルと配線パターンセルを並べただけで自動レイアウトツールが互いの接続を認識することが可能になり、セル間の配線は不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るエリアパッドセルと配線パターンセルの作成例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、エリアパッドセルとしては、四角形のパッドを有するセル１や八角形のパッドを有するセル２、円形のパッドを有するセル３等、任意のパッド形状と配線形状を持つセルの作成が可能である。また配線パターンセルとしては、直線配線セル４、斜め配線セル５、スリット入り配線セル６、Ｌ字ジョイントセル７、Ｔ字ジョイントセル８、十字ジョイントセル９、他の配線層とのコンタクトセル１０等、任意の配線パターンを有するセルの作成が可能である。
【００１５】
これらのエリアパッドセルと配線パターンセル作成の際には、任意の位置への配置を可能にするために、標準論理セル、マクロセル、機能ブロック等の他のセルや他の配線パターンとの重なりを許すようなセル属性を与えておく。また、これらのセルの境界部に接続ピン１１を持つ構成にすることにより、これらのセルを並べただけで自動レイアウトツールが互いの接続を認識することが可能になり、セル間の配線は不要となる。さらに、これらのセル内部の配線部分に接続ピン１２を持つ構成にすることにより、通常の配線パターンとパッドセルおよび配線パターンセル内部の配線パターンをセル内部の任意の場所に接続することが可能になり、セルの自動配置時や、後で通常配線パターンを使用して修正する際の自由度が向上する。そして、これらのセルのサイズは必ずしも均一である必要はなく、例えば一辺の長さが半分のセル１３等の数種類の異なるサイズの配線パターンセルの使用により、生成される配線パターンの自由度を向上させることも可能である。
【００１６】
図２は本発明の実施形態における配線パターンセルの配置例を示す図である。直線配線セル４、Ｌ字ジョイントセル７、Ｔ字ジョイントセル８を図２（ａ）に示すように配置することによりストラップ配線構造が生成される。さらに異なるサイズの配線セル１３や十字ジョイントセル９と組み合わせて図２（ｂ）に示すように配置することにより、セルサイズに依存しない任意の配線間隔を持つメッシュ配線構造が生成される。ここで図１に示したスリット入り配線セル６を組み合わせて配置することにより、最大配線幅制約や幅太配線の特殊スペーシング制約等を持つデザインルールを満たすような配線構造が生成される。また斜め配線セル５等の任意の複雑な形状を持つ配線パターンセルを組み合わせて配置することにより、さらに複雑な配線構造が生成される。
【００１７】
図３は本発明の実施形態におけるエリアパッドおよび配線パターンセルの配置例を示す図である。エリアパッドセル３、配線パターンセル４およびジョイントセル７，８を図３のように配置することにより、エリアパッドを含む配線構造が生成される。ここで図１に示した斜め配線セル５やスリット入り配線セル６、異なるサイズの配線セル１３等を組み合わせて配置することにより、デザインルールを満たすようなエリアパッドを含む任意の複雑な配線構造が生成される。
【００１８】
図２や図３に示すような配置を自動で生成する方法としては、次のような方法が考えられる。まず配置情報を元にエリアパッドと配線パターンのセルの最適な配置位置を算出して自動配置する方法、次に配線構造情報を元にエリアパッドと配線パターンのセルの最適な配置位置を算出して自動配置する方法である。この際、複数のセルのうち少なくとも１つのセルをエリアパッドセルとして作成し、他の少なくとも１つのセルを配線パターンセルとして作成しそれぞれ設計ライブラリに保持し、この設計ライブラリと予め準備されたセルの配置情報あるいは配線構造情報を基にエリアパッドセルと配線パターンセルの配置位置を算出して自動配置する。それぞれについて以下に詳しく述べる。
【００１９】
図４は本発明の実施形態において、配置情報を元にエリアパッドと配線パターンのセルの最適な配置位置を算出して自動配置するフローである。図４に示すように、全てのエリアパッドおよび配線パターンセルのセルサイズおよび形状、セル内部のパッドおよび配線形状、ピン位置、形状および接続方向等の情報を準備し（ステップＳ１）、これらの情報を持った設計ライブラリを生成する（ステップＳ２）。同時に配置情報として、全てのセルの配置座標と回転方向および反転方向を準備するか（ステップＳ３のａ）、あるいは各セルの配置領域の始点と終点の座標、配置間隔を準備し（ステップＳ３のｂ）、配置情報を生成する（ステップＳ４）。次に設計ライブラリと配置情報に基づいてエリアパッドセルと配線パターンセルを仮配置（ステップＳ５）した後、セル同士のオーバーラップチェック（ステップＳ６）およびセル間の隙間チェック（ステップＳ７）を行い、仮配置されたセルの全てが隙間無く隣接配置されることを確認する。これらのステップで問題が見つかった場合には配置情報の補正が必要になるが、ステップＳ８で自動補正を許可しなければ、ステップＳ９で出力されたエラー種類、発生箇所、発生セルおよびいくつかの自動補正案を元に、再度配置情報を生成し直す必要が生じる。ステップＳ８で自動補正を許可した場合には、ステップＳ１０において以下の手順で自動補正が行われる。まずオーバーラップのエラーのうち、セル同士が完全に重なっている場合は、エリアパッドセル、ジョイントセル、特殊配線セル、通常配線セルの順で優先度を与えておき、優先度の低いセルを削除する。もちろんこれらの優先度を任意に変更することにより、残すセルを制御することも可能である。また隣接するセルの一部が重なっている場合は、一部の配線セルを異なるサイズのものに置き換えるか、あるいは隣接するセルを次々にずらすことにより、隣接セルのオーバーラップを回避する。このような自動補正において、いくつかの自動補正の可能性が存在する場合には、いくつかの自動補正案から所望の自動補正手順を選択できるようにしておく（ステップＳ１０）。またこれらの自動補正案はステップＳ８でＮＧとなった場合にステップＳ９で出力されるエラー情報の一部としても利用される。こうしてオーバーラップおよびセル間の隙間チェックがＯＫとなった場合、およびステップＳ１０で自動補正が実行された場合のみ、全てのセルの配置情報が決定され（ステップＳ１１）、この配置情報に基づいて全てのセルが自動配置される（ステップＳ１２）。全てのセルの自動配置が完了した時点で、接続およびデザインルールチェックを実行し（ステップＳ１３）、ＮＧであればステップＳ８に戻って再度自動補正を実行するか、あるいは出力されたエラー情報を基に再度配置情報を生成することになる。そしてここでＯＫならばそのセル配置は最終セル配置となり、エリアパッドおよび配線パターンセルの自動配置は完了となる（ステップＳ１４）。
【００２０】
図５は本発明の実施形態において、配線構造情報を元にエリアパッドと配線パターンのセルの最適な配置位置を算出して自動配置するフローである。このフローについては、図4の配置情報を基に自動配置を行うフローとの違いについて以下に説明する。図５に示すように、このフローでは配置情報の代わりに配線構造情報を初期情報として準備する（ステップＳ２１）。配線構造情報の例としては、ストラップ構造やメッシュ構造等の配線構造と配線間隔、配線構造を生成する領域、配線や交点部分に使用するエリアパッドセル、配線パターンセルやジョイントセル名等が考えられる。これらの配線構造情報を基に（ステップＳ２２）、必要なセルが設計ライブラリ（ステップＳ２）から選び出されて、配線構造を満たすように仮配置情報が生成される（ステップＳ２３）。こうして配線構造情報からセルの仮配置情報が生成されれば、以降のフローは図４の配置情報を基に自動配置するフローと同一となる。
【００２１】
次に実際のレイアウト設計への適用について考えてみる。まず実際のレイアウト設計では均一な配置配線構造を持たず、より複雑な構造を持つ場合も考えられる。例えば、メッシュ構造の中に一部ストラップ構造が存在する場合や、ある特定のエリアのみ配線構造が存在しない場合、あるいは一定の配線構造を全く持たない場合等である。図２、図３ではエリアパッドセルや配線パターンセルがある一定の配線構造を持つ場合を示したが、このエリアパッドセルと配線パターンセルの自動配置手法を使用すれば、任意の配線構造を生成することも可能である。具体的には、全てのエリアパッドセルや配線パターンセルの座標を指定したり、エリアを指定して配線構造を組んだり、一旦組んだ配線構造の一部を置換することにより、複雑な配置配線構造の自動配置が可能になる。
【００２２】
また、実際のレイアウト設計では、仕様変更や回路変更等の理由により、配置されたエリアパッドセルや配線パターンセルの修正が必要になる場合がある。その場合でも、エリアパッドセルや配線パターンセルを入れ換えることにより、パッド形状や配線形状、配線幅等の修正を容易に実現できる。
【００２３】
レイアウト設計データの取り扱いとしては、図２や図３のように生成されたエリアパッドセルと配線パターンセルのデータを、通常のセルおよび配線パターンの配置配線データと同一のデータベース上で取り扱えることが望ましい。例えば、通常の自動レイアウトツールがエリアパッドセルと配線パターンセルの配置配線機能を備えていれば、同一の設計データベースを使用して、自動レイアウトツール上でトランジスタ層から配線層、エリアパッド層までの全てのレイアウトデータの生成が可能となる。
【００２４】
さらに、近年の多機能統合レイアウトツールがエリアパッドセルと配線パターンセルの配置配線機能を備えていれば、全てのレイアウトデータの生成だけでなく、そのレイアウト検証やレイアウト解析も可能となる。具体的には、デザインルールチェック、ＬＶＳチェック等のレイアウト検証と、ＲＣ抽出、遅延計算、クロストーク、エレクトロマイグレーション、電源電圧降下量、基盤ノイズ等のレイアウト解析が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明にかかる半導体集積回路装置のレイアウト方法は、エリアパッドやその周辺の配線パターンを備える半導体集積回路装置の設計方法および設計装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るエリアパッドセルと配線パターンセルの作成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における配線パターンセルの配置例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態におけるエリアパッドおよび配線パターンセルの配置例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態において、配置情報を元にエリアパッドと配線パターンのセルの最適な配置位置を算出して自動配置するフローである。
【図５】本発明の実施形態において、配線構造情報を元にエリアパッドと配線パターンのセルの最適な配置位置を算出して自動配置するフローである。
【符号の説明】
【００２７】
１  四角形のパッドを有するエリアパッドセル
２  八角形のパッドを有するエリアパッドセル
３  円形のパッドを有するエリアパッドセル
４  直線配線セル
５  斜め配線セル
６  スリット入り配線セル
７  Ｌ字ジョイントセル
８  Ｔ字ジョイントセル
９  十字ジョイントセル
１０  他の配線パターンとのコンタクトセル
１１  配線接続ピン
１２  内部配線パターンを接続ピンとして有するセル
１３  異なるサイズのセル
【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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