(57)【要約】【課題】クロストークノイズ及び配線遅延を効果的に抑制することができる半導体集積回路のレイアウト方法及び半導体集積回路を提供すること。【解決手段】本発明は、被シールド配線である信号配線１ａを配置する。次に、フローティングメタル７を、信号配線１ａに沿う方向に、信号配線１ａと隣接させて複数配置する。次に、フローティングメタル７が信号配線１ａ及び信号配線１ｂ又は１ｃとカップリング容量を形成している場合には、当該フローティングメタル７を電源電位ＶＤＤ又はグランド電位ＧＮＤと接続する。そして、残存するフローティングメタル７と信号配線１ａとの間のカップリング容量値が予め定められた容量値Ｃｃよりも大きければ、残存するフローティングメタル７を削除する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号が供給される信号配線である被シールド配線を配置し、
フローティング電位のメタルパターンを、前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線と隣接させて複数配置し、
前記メタルパターンが、前記被シールド配線及び前記被シールド配線とは異なる他の信号配線とカップリング容量を形成している場合には、当該メタルパターンを固定電位と接続し、
フローティング電位のままで残存する前記メタルパターンと前記被シールド配線との間のカップリング容量値が予め定められた値よりも大きければ、前記フローティング電位のままで残存する前記メタルパターンを削除する、
半導体集積回路のレイアウト方法。
【請求項２】
フローティング電位のダミーメタルを、前記被シールド配線及び前記フローティングメタルが配置される領域と、前記他の信号配線が配置される領域と、の間に更に配置することを特徴とする、
請求項１に記載の半導体集積回路のレイアウト方法。
【請求項３】
前記フローティング電位のダミーメタルは、前記フローティング電位のメタルパターンと同時に配置されることを特徴とする、
請求項２に記載の半導体集積回路のレイアウト方法。
【請求項４】
前記フローティング電位のダミーメタル及び前記フローティング電位のメタルパターンは、アレイ状に配置されることを特徴とする、
請求項３に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
削除される前記フローティング電位のままで残存する前記メタルパターンの数は、予め上限値が定められていることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体集積回路のレイアウト方法。
【請求項６】
信号が供給される信号配線である被シールド配線と、
固定電位と接続され、前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線に隣接して配置される第１のシールド配線と、
前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線に隣接して配置される、フローティング電位の第２のシールド配線と、
前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線に隣接して配置され、所定の面積を有する空き領域と、を少なくとも備え、
前記第１のシールド配線は、前記被シールド配線及び前記被シールド配線とは異なる他の信号配線との間でカップリング容量を形成し、
前記第２のシールド配線と前記被シールド配線との間のカップリング容量は、予め定められた値以下である、
半導体集積回路。
【請求項７】
前記被シールド配線、前記１のシールド配線、前記第２のシールド配線及び前記空き領域が配置される領域と、前記他の信号配線が配置される領域と、の間に配置される、フローティング電位のダミーメタルを更に備えることを特徴とする、
請求項６に記載の半導体集積回路。
【請求項８】
前記ダミーメタルは、アレイ状に配置されることを特徴とする、
請求項７に記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記空き領域が配置される数は、上限値が定められていることを特徴とする、
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロストークノイズ及び配線遅延の抑制に優れる半導体集積回路のレイアウト方法及び半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路に形成される信号配線間においては、容量性及び誘導性のクロストークノイズが発生することが知られている。このようなクロストークノイズを低減するために、信号配線の近傍にシールド配線を形成することが広く行われている。
【０００３】
クロストークノイズの低減を目的とした半導体集積回路が提案されている（特許文献１）。この半導体集積回路では、信号配線に隣接する複数の配線パターンを電源電位又はグランド電位と接続することにより、シールド配線を設けている。具体的には、信号配線に隣接する領域に、信号配線に沿って、複数のパターンが連結して形成される。連結された複数のパターンは、電源電位又はグランドと接続される。これにより、信号配線に対して、いわゆるシールディング効果が働き、クロストークノイズを抑えることができるとしている。
【０００４】
一方、シールド配線が、信号配線に沿って、複数のセグメントに分割されて配置される半導体集積回路が提案されている（特許文献２）。複数のセグメントのそれぞれは、電源電位又は接地電位に接続される。
【０００５】
また、信号線上に配置されたフローティング膜により、信号線に対するシールド効果が得られるＴＦＴ基板の構造が開示されている（特許文献３）。本構造では、フローティング膜を共通電位線に近付けて配置することにより、シールド効果を高めることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５３４９８号公報
【特許文献２】特開２００２−１９０５７３号公報
【特許文献３】特開２００７−２４９１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１にかかる半導体集積回路では、シールド配線は連結された複数のパターンにより構成される。よって、シールド配線の面積は、複数のセグメントに分割されていない、一般的に用いられるシールド配線と同程度となる。よって、シールド配線と被シールド配線とが相対する面積が大きくなってしまう。そのため、信号配線とシールド配線との間のカップリング容量も、一般的に用いられるシールド配線と同程度の大きさとなる。従って、信号配線には、カップリング容量に起因する配線遅延が生じてしまう。
【０００８】
特許文献２にかかる半導体集積回路のシールド配線は、電源電位又はグランドと接続された長いシールド配線が分割されて配置されたものである。そのため、信号配線とシールド配線との間に生じるカップリング容量に起因する信号配線の配線遅延は、長いシールド配線の場合と大差は無い。よって、シールド配線がフローティング電位の場合よりも配線遅延が大きくなる。従って、高速動作が要求される半導体集積回路の設計には不適である。
【０００９】
特許文献３のように、ＴＦＴ基板の構造においては、フローティング膜を共通電位線に近付けて配置することが可能である。しかし、半導体集積回路においてフローティング膜を共通電位線に近付けて配置するレイアウトは不可能である。従って、特許文献３で開示された構造を、半導体集積回路に適用することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様である半導体集積回路のレイアウト方法は、信号が供給される信号配線である被シールド配線を配置し、フローティング電位のメタルパターンを、前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線と隣接させて複数配置し、前記メタルパターンが、前記被シールド配線及び前記被シールド配線とは異なる他の信号配線とカップリング容量を形成している場合には、当該メタルパターンを固定電位と接続し、フローティング電位のままで残存する前記メタルパターンと前記被シールド配線との間のカップリング容量値が予め定められた値よりも大きければ、前記フローティング電位のままで残存する前記メタルパターンを削除するものである。本半導体集積回路のレイアウト方法では、クロストークノイズの原因となる前記メタルパターンを固定電位と接続する。また、配線遅延の原因となる前記メタルパターンを削除する。これにより、被シールド配線のクロストークノイズ及び配線遅延が低減される。
【００１１】
本発明の一態様である半導体集積回路は、信号が供給される信号配線である被シールド配線と、固定電位と接続され、前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線に隣接して配置される第１のシールド配線と、前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線に隣接して配置される、フローティング電位の第２のシールド配線と、前記被シールド配線に沿う方向に前記被シールド配線に隣接して配置され、所定の面積を有する空き領域と、を少なくとも備え、前記第１のシールド配線は、前記被シールド配線及び前記被シールド配線とは異なる他の信号配線との間でカップリング容量を形成し、前記第２のシールド配線と前記被シールド配線との間のカップリング容量は、予め定められた値以下であるものである。本半導体集積回路では、クロストークノイズの原因となる前記メタルパターンは固定電位と接続される。また、配線遅延の原因となる前記メタルパターンは削除され、前記空き領域となる。これにより、被シールド配線のクロストークノイズ及び配線遅延が低減される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クロストークノイズ及び配線遅延を効果的に抑制することができる半導体集積回路のレイアウト方法及び半導体集積回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる半導体集積回路１００の要部レイアウト図である。
【図２】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示すフローチャートである。
【図３】ステップＳ２１の処理を示すフローチャートである。
【図４Ａ】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【図４Ｂ】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【図４Ｃ】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【図４Ｄ】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【図４Ｅ】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【図４Ｆ】実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１にかかる半導体集積回路１００の要部レイアウト図である。図１に示すように、半導体集積回路１００には、信号配線１ａ〜１ｃ、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂ、ダミーメタル６が配置される。図１では、信号配線１ａ〜１ｃ、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂ、ダミーメタル６の配線抵抗を、抵抗の直列接続で表している。また、信号配線１ａ〜１ｃと、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂと、の間に生じるカップリング容量成分を、カップリング容量Ｃ１１、Ｃ１３〜Ｃ１５、Ｃ２１、Ｃ２２で表している。
【００１５】
信号配線１ａは、他の信号配線（例えば、図１の信号配線１ｂ及び１ｃ）によるクロストークノイズ及び配線遅延を低減する対象となる被シールド配線である。信号配線１ａ〜１ｃには、例えばクロック信号が供給される。
【００１６】
シールド配線２は、電源電位ＶＤＤと接続される、所定の形状を有するメタルパターンである。シールド配線２と信号配線１ａとの間には、カップリング容量Ｃ１３が生じている。シールド配線２と信号配線１ｂとの間には、カップリング容量Ｃ２１が生じている。シールド配線２は、電源電位ＶＤＤと接続されているため、信号配線１ｂによる信号配線１ａへのクロストークノイズが低減される。
【００１７】
シールド配線３は、グランド電位ＧＮＤと接続される、所定の形状を有するメタルパターンである。シールド配線３と信号配線１ａとの間には、カップリング容量Ｃ１４が生じている。シールド配線３と信号配線１ｃとの間には、カップリング容量Ｃ２２が生じている。シールド配線３は、グランド電位ＧＮＤと接続されているため、信号配線１ｃによる信号配線１ａへのクロストークノイズが低減される。
【００１８】
シールド配線４ａ及び４ｂは、所定の形状を有するメタルパターンである。シールド配線４ａ及び４ｂは、電源電位ＶＤＤやグランド電位ＧＮＤなどの固定電位とは接続されていないため、フローティング電位となっている。シールド配線４ａと信号配線１ａとの間には、カップリング容量Ｃ１１が生じている。シールド配線４ｂと信号配線１ａとの間には、カップリング容量Ｃ１５が生じている。ここで、半導体集積回路１００では、カップリング容量Ｃ１１及びＣ１５の容量値は、容量値Ｃｃ以下である。シールド配線４ａ及び４ｂは、レイアウトがメタルデータ密度違反となることを防止するために配置される。シールド配線４ａ及び４ｂは、他の信号配線とカップリング容量を形成していないため、クロストークノイズを伝播させることはない。また、シールド配線４ａ及び４ｂは、信号配線１ａとのカップリング容量が小さい（Ｃｃ以下）ため、信号配線１ａの配線遅延に影響を与えない。従って、シールド配線４ａ及び４ｂを配置しても、信号配線１ａのクロストークノイズ及び配線遅延の違反が発生することはない。
【００１９】
シールド配線を配置する必要が無い領域においては、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂのいずれも配置されていない、空き領域５が存在する。空き領域５を配置することにより、シールド配線と信号配線１ａとの間に不要なカップリング容量が生じることを防止できる。
【００２０】
ダミーメタル６は、各信号配線（図１の信号配線１ａ〜１ｃ）間に配置される、所定形状のメタルパターンである。このダミーメタル６は、例えば各信号配線間にアレイ状に配置される。但し、ダミーメタル６は、信号配線１ａに隣接する領域、すなわちシールド配線２、３、４ａ及び４ｂが配置される領域以外の領域に配置される。このダミーメタル６は、配線密度のばらつきにより、ＣＭＰ後の半導体基板の平坦度にばらつきが生じること防止するために配置されるものである。ダミーメタル６の配置密度であるメタルデータ密度は、半導体集積回路の局所的及び全体的に、一定の値以上であることが必要である。
【００２１】
本レイアウトによれば、固定電位と接続されるシールド配線２及び３、フローティング電位のシールド配線４ａ及び４ｂ、空き領域５を、信号配線１ａのクロストークノイズ及び配線遅延の低減要求に応じて、適切に配置することが可能である。従って、信号配線間のクロストークノイズ及びシールド配線による配線遅延を効果的に抑制することが可能である。
【００２２】
次に、実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法について説明する。図２は、実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示すフローチャートである。図４Ａ〜図４Ｆは、実施の形態１にかかる半導体集積回路のレイアウト方法を示す要部レイアウト図である。
【００２３】
本レイアウト方法では、まず、半導体集積回路のフロアプラン、素子配置及びＣＴＳ（Clock Tree Synthesis）を実施する（ステップＳ１１）
【００２４】
次いで、クロストークノイズ及び配線遅延を最小化するネット（以下、対象ネット）を決定する（ステップＳ１２）。
【００２５】
次いで、ステップＳ１２で決定された対象ネットに、隣接禁止属性を付加する。これにより、対象ネットにかかる信号配線の隣接領域への、回路パターンの配置が禁止される（ステップＳ１３）。
【００２６】
次いで、信号配線１ａ〜１ｃ（図４Ａ）を生成する（ステップＳ１４）。ここで、信号配線１ａは、対象ネットにかかる信号配線である。
【００２７】
信号配線の配置後のタイミング最適化を行う（ステップＳ１５）
【００２８】
次いで、ステップＳ１３で付加された対象ネットの隣接禁止属性を削除する（ステップＳ１６）。これにより、信号配線１ａの隣接領域に、他の配線等を配置することが可能となる。
【００２９】
次いで、信号配線１ａ〜１ｃのそれぞれの間に、フローティング電位のメタルパターンである、フローティングメタル７（図４Ｂ）を配置する。（ステップＳ１７）。ステップＳ１６において、対象ネットに対する隣接禁止属性は削除されているので、フローティングメタル７は、信号配線１ａに沿って、信号配線１ａの隣接領域にも配置される。このフローティングメタル７は、例えば、信号配線１ａ〜１ｃの間にアレイ状に配置される。
【００３０】
次いで、その他のレイアウト処理を実施する（ステップＳ１８）。ここでいう、その他のレイアウト処理とは、例えばフィルセル埋めなどの処理が含まれる。
【００３１】
次いで、信号配線１ａ〜１ｃ及びフローティングメタル７のＲＣ抽出、信号配線１ａのクロストークノイズ及び配線遅延を解析する（ステップＳ１９）。このＲＣ抽出の結果を、図４Ｃで示す。図４Ｃでは、信号配線１ａ〜１ｃ及び各フローティングメタル７の配線抵抗は、抵抗の直列接続で表している。信号配線１ａ〜１ｃ及び各フローティングメタル７間のカップリング容量は、カップリング容量Ｃ１１〜Ｃ１６、Ｃ２１、Ｃ２２、及びＣ３１〜Ｃ３４で表している。
【００３２】
解析の結果から、クロストークノイズ及び配線遅延の発生の有無を判断する（ステップＳ２０）。クロストークノイズ及び配線遅延の違反が無ければ、そのまま、レイアウト処理を終了する。
【００３３】
クロストークノイズ及び配線遅延が発生していれば、解析結果に応じて、信号配線１ａに隣接する領域のフローティングメタル７を、電源電位ＶＤＤ又はグランド電位ＧＮＤと接続する。あるいは、信号配線１ａに隣接する領域のフローティングメタル７を削除する（ステップＳ２１）。これにより、図４Ｆに示すレイアウトが作成される。その後、ステップＳ１８へ帰還し、ステップＳ１８以降の処理を実施する。これにより、図１に示す半導体集積回路１００のレイアウトが作成される。
【００３４】
続いて、ステップＳ２１における処理について、更に詳細に説明する。図３は、ステップＳ２１の処理を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、まず、例えばＳＰＥＦ（Standard Parasitic Exchange Format）内で、信号配線１ａ〜１ｃや他のフローティングメタル７との間でカップリング容量を形成しているフローティングメタル７が存在するかを解析する（ステップＳ２１１）。
【００３５】
信号配線１ａ〜１ｃや他のフローティングメタル７との間でカップリング容量を形成しているフローティングメタル７が存在する場合には、そのフローティングメタル７が信号配線１ａと隣接しているかを解析する（ステップＳ２１２）。これにより、信号配線１ａに隣接し、かつ信号配線１ａとの間でカップリング容量を形成するフローティングメタル７が選び出される。なお、図４Ｄに示すように、信号配線１ａと隣接していないフローティングメタル７は、ダミーメタル６となる。
【００３６】
次いで、ステップＳ２１２で選び出されたフローティングメタル７が、信号配線１ａ及び信号配線１ａ以外の信号配線（信号配線１ｂ又は１ｃ）と間で、カップリング容量を形成しているかを解析する（ステップＳ２１３）。
【００３７】
ステップＳ２１３での解析の結果、対象であるフローティングメタル７が信号配線１ａ以外の信号配線ともカップリング容量を形成している場合の処理を説明する。この場合には、対象であるフローティングメタル７を、図４Ｅに示すように、電源電位ＶＤＤ又はグランド電位ＧＮＤと接続する（ステップＳ２１４）。電源電位ＶＤＤに接続されたフローティングメタル７は、シールド配線２となる。グランド電位ＧＮＤに接続されたフローティングメタル７は、シールド配線３となる。
【００３８】
ステップＳ２１３での解析の結果、対象であるフローティングメタル７が信号配線１ａ以外の信号配線との間でカップリング容量を形成していない場合の処理を説明する。この場合には、対象であるフローティングメタル７と信号配線１ａとの間のカップリング容量値が、予め定められた容量値Ｃｃ以下であるかを解析する（ステップＳ２１５）。ここで、容量値Ｃｃは、フローティングメタル７の影響による信号配線１ａの配線遅延が発生しない程度の値に設定する。例えば、容量値Ｃｃは、信号配線１ａ自体の容量の１／１０程度を目安として設定するとよい。
【００３９】
ステップＳ２１５での解析の結果、対象であるフローティングメタル７と信号配線１ａとの間のカップリング容量値が、予め定められた容量値Ｃｃよりも大きければ、図４Ｆに示すように、対象であるフローティングメタル７を削除する（ステップＳ２１６）。従って、カップリング容量Ｃ１１及びＣ１５の容量値は、容量値Ｃｃ以下である。カップリング容量Ｃ１２及びＣ１６の容量値は、容量値Ｃｃよりも大きい。フローティングメタル７が削除された領域が、空き領域５となる。フローティング電位のまま残っているフローティングメタル７は、シールド配線４ａ及び４ｂとなる。
【００４０】
本レイアウト方法によれば、シールド配線２及び３を固定電位に接続して配置する。従って、シールド配線２及び３を介したクロストークノイズを低減することが可能である。
【００４１】
また、本レイアウト方法によれば、フローティング電位のシールド配線４ａ及び４ｂを配置する。ここで、シールド配線４ａ及び４ｂが形成するカップリング容量値は所定値（容量値Ｃｃ）以下である。従って、削除されるフローティングメタル７の数を必要最小限に抑えることができる。そのため、レイアウトのメタルデータ密度違反を効果的に防止することができる。
【００４２】
さらに、本レイアウト方法によれば、信号配線１ａとの間に形成されるカップリング容量が所定値（容量値Ｃｃ）よりも大きい場合には、フローティングメタル７を削除する。これにより、信号配線１ａの配線遅延を最小化することができる。
【００４３】
さらにまた、本レイアウト方法によれば、信号配線１ａに影響するカップリング容量を最小化することができるため、高速動作に好適な半導体集積回路の設計が可能である。
【００４４】
従って、実施の形態１にかかる半導体集積回路及び半導体集積回路のレイアウト方法によれば、半導体集積回路の信号配線のクロストークノイズ及び配線遅延を効果的に抑制することが可能である。
【００４５】
加えて、実施の形態１にかかる半導体集積回路及び半導体集積回路のレイアウト方法では、削除されるフローティングメタル７を最小限度に抑えることができる。従って、メタルデータ密度違反の発生を防止することができる。すなわち、半導体集積回路の製造時の、半導体基板の平坦度悪化を防止することができる。なお、メタルデータ密度違反の発生を防止するため、予め除去するフローティングメタル７の数に制限を設けることも可能である。
【００４６】
さらに、本レイアウト方法では、フローティングメタル７の接続又は削除という軽微なレイアウト処理を行う。すなわち、本レイアウト方法によれば、例えば信号配線の配置を変更するなどの大規模なレイアウト変更を行う必要が無い。従って、本レイアウト方法によれば、簡易に半導体集積回路の信号配線のクロストークノイズ及び配線遅延を効果的に抑制することが可能である。
【００４７】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂの配置数はあくまで例示である。従って、任意の個数のシールド配線２、３、４ａ及び４ｂを配置することができる。
【００４８】
シールド配線２、３、４ａ及び４ｂは任意の形状のとすることができる。従って、例えば、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂを同一の形状としてよい。また、例えば、シールド配線２、３、４ａ及び４ｂのそれぞれを、異なる形状としてもよい。
【００４９】
上述の実施の形態では、ダミーメタル及び信号配線に隣接するシールド配線の基となるフローティングメタルを同時に配置しているが、これはあくまで例示である。従って、例えば、信号配線に隣接するシールド配線を配置した後に、別途ダミーメタルを追加で配置しても、同様のレイアウトを実現できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ〜１ｃ  信号配線
２、３、４ａ、４ｂ  シールド配線
５  空き領域
６  ダミーメタル
７  フローティングメタル
１００  半導体集積回路
Ｃ１１〜Ｃ１６、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３３〜Ｃ３４  カップリング容量
Ｓ１１〜Ｓ２１、Ｓ２１１〜Ｓ２１６  ステップ
ＧＮＤ  グランド電位
ＶＤＤ  電源電位
【図１】
2011222854.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011222854.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
2011222854.tif 000009
【図４Ｅ】
2011222854.tif 000010
【図４Ｆ】
2011222854.tif 000011