(57)【要約】【課題】配線端に挟まれた信号配線について、細りによる断線を防止し、デバイスの製造歩留まりの向上を図る。【解決手段】標準セルにおいて、信号配線１１は第１の方向に延伸している。信号配線１２，１３は、第１の方向と実質的に垂直な第２の方向に延伸し、信号配線１１を挟んで対向している。そして、信号配線１２，１３の配線幅は、信号配線１１の配線幅よりも大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を構成する標準セルであって、
配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、
第１の配線層に形成され、第１の方向に延伸する第１の信号配線と、
前記第１の配線層に形成され、前記第１の方向と実質的に垂直な第２の方向に延伸し、前記第１の信号配線を挟んで対向する第２および第３の信号配線とを備え、
前記第２および第３の信号配線のうち少なくとも一方は、配線幅が、前記第１の信号配線の配線幅よりも大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２および第３の信号配線のうち少なくとも一方の配線幅は、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２および第３の信号配線の両方の配線幅が、前記第１の信号配線の配線幅よりも大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項４】
半導体装置を構成する標準セルであって、
配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、
第１の配線層に形成され、第１の方向に延伸する第１の信号配線と、
前記第１の配線層に形成され、前記第１の方向と実質的に垂直な第２の方向に延伸し、前記第１の信号配線を挟んで対向する第２および第３の信号配線と、
前記第１の配線層に形成され、前記第１の方向に延伸する第４の信号配線と、
前記第１の配線層に形成され、前記第２の方向に延伸し、前記第４の信号配線に隣接する第５の信号配線とを備え、
前記第２の信号配線の配線端と前記第１の信号配線との間隔、および前記第３の信号配線の配線端と前記第１の信号配線との間隔のうち少なくとも一方は、前記第５の信号配線の配線端と前記第４の信号配線との間隔よりも大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２の信号配線の配線端と前記第１の信号配線との間隔、および前記第３の信号配線の配線端と前記第１の信号配線との間隔の両方が、前記第５の信号配線の配線端と前記第４の信号配線との間隔よりも大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項６】
半導体装置を構成する標準セルであって、
配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、
第１の配線層に形成され、セル枠に隣接し、かつ、セル枠と平行に延伸する第１の信号配線と、
前記第１の配線層に形成された第２の信号配線とを備え、
前記第１の信号配線の配線幅は、前記第２の信号配線の配線幅よりも大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の信号配線の配線幅は、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項８】
半導体装置を構成する標準セルであって、
配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、
第１の配線層に形成され、セル枠に隣接し、かつ、セル枠と垂直方向に延伸する第１の信号配線と、
前記第１の配線層に形成された第２の信号配線とを備え、
前記第１の信号配線の配線幅は、前記第２の信号配線の配線幅よりも大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１の信号配線の配線幅は、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きい
ことを特徴とする標準セル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の標準セルを有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標準（スタンダード）セルを有する半導体装置に関し、特に、微細化プロセスに対応した標準セルの配線パターン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、標準セルと呼ばれる回路部品を配置することによって、半導体集積回路のレイアウトを設計することが行われている。標準セルとは、ＡＮＤゲート，ＯＲゲート，フリップフロップ（ＦＦ）等の機能ブロックを実現するものであり、内部配線パターンが予め設計されている。標準セル方式のＬＳＩ設計では、通常、ライブラリに登録された標準セルを列状に並べて、列間のチャネルを用いて配線を行い、所望のＬＳＩを実現する。
【０００３】
また、近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、微細化が益々進んでいる。この微細化は、マスクプロセス技術，光リソグラフィ技術およびエッチング技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。
【０００４】
ここで、パターンサイズが十分大きい時代には、設計パターンに忠実なマスクパターンを作成し、そのマスクパターンを投影光学系によってウェハ上に転写し、下地をエッチングすることによって、ほぼ設計通りのパターンをウェハ上に形成することができた。しかし、パターンの微細化が進むにつれて、各プロセスでパターンを忠実に形成することが困難になってきており、最終仕上り寸法が設計通りにならないという問題が生じてきた。
【０００５】
この問題を解決するために、各プロセスでの変換差を考慮して、最終仕上り寸法が設計パターン寸法と等しくなるよう、設計パターンと異なるマスクパターンを作成する処理（マスクデータ処理）が非常に重要になっている。マスクデータ処理には、図形演算処理やデザインルールチェッカー（D.R.C.）等を用いてマスクパターンを変化させるＭＤＰ（Mask Data Processing）処理、さらには光近接効果（Optical Proximity Effect：ＯＰＥ）を補正するためのＯＰＣ（Optical Proximity Correction）処理等がある。これらの処理によって、所望の最終仕上り寸法が得られるように、マスクパターンを適切に補正する。
【特許文献１】特開平９―１２０９９３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３５０８０号公報
【非特許文献１】Toshiya Kotani他、「New Design and OPC Flow for Manufacturability for 45nm Node and Beyond」、ＶＬＳＩシンポジウム２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、より一層の微細化に伴い、リソグラフィ工程におけるｋ１値（ｋ１＝Ｗ／（ＮＡ／λ）、Ｗ：設計パターンの寸法、λ：露光装置の露光波長、ＮＡ：露光装置に使用されているレンズの開口数）が益々低減している。この結果、ＯＰＥがより増大する傾向にあるため、ＯＰＣ処理の負荷が非常に大きくなっている。そして、微細化がさらに進むと、ＯＰＣ処理による補正は完全とはいえなくなり、設計パターンと最終仕上がり寸法の乖離は大きくなっていく。
【０００７】
特に、４５ｎｍ以細プロセスにおいては、ＯＰＣによるマスク補正制御が困難な配線パターンがある。すなわち、図１０に示すように、対向する配線端に挟まれた配線（Ｘ）は、露光時における光の干渉によって、細りが生じる傾向がある。このため、この配線の細りに起因して断線が生じる可能性が高く、したがって、デバイスの製造歩留まりが十分にとれなくなる。
【０００８】
前記の問題に鑑み、本発明は、微細化の進んだ半導体製造工程において、対向する配線端に挟まれた配線について、細りによる断線が生じないような配線パターン構造を有する標準セル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】
【０００９】
本発明は、半導体装置を構成する標準セルとして、配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、第１の配線層に形成され、第１の方向に延伸する第１の信号配線と、前記第１の配線層に形成され、前記第１の方向と実質的に垂直な第２の方向に延伸し、前記第１の信号配線を挟んで対向する第２および第３の信号配線とを備え、前記第２および第３の信号配線のうち少なくとも一方は、配線幅が前記第１の信号配線の配線幅よりも大きいものである。
【００１０】
この発明によると、第１の信号配線を挟んで対向する第２および第３の信号配線のうち少なくとも一方の配線幅が太くなっているので、配線端の後退量が減るためＯＰＣ補正量が少なくなり、挟まれた第１の信号配線への露光時における光の干渉を抑えることができる。したがって、第１の信号配線の細りを防止することができる。
【００１１】
また、本発明は、半導体装置を構成する標準セルとして、配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、第１の配線層に形成され、第１の方向に延伸する第１の信号配線と、前記第１の配線層に形成され、前記第１の方向と実質的に垂直な第２の方向に延伸し、前記第１の信号配線を挟んで対向する第２および第３の信号配線と、前記第１の配線層に形成され、前記第１の方向に延伸する第４の信号配線と、前記第１の配線層に形成され、前記第２の方向に延伸し、前記第４の信号配線に隣接する第５の信号配線とを備え、前記第２の信号配線の配線端と前記第１の信号配線との間隔、および前記第３の信号配線の配線端と前記第１の信号配線との間隔のうち少なくとも一方は、前記第５の信号配線の配線端と前記第４の信号配線との間隔よりも大きいものである。
【００１２】
この発明によると、第２および第３の信号配線のうち少なくとも一方の配線端とこれらに挟まれた第１の信号配線との間隔が拡げられているので、第１の信号配線への露光時における光の干渉を抑えることができる。したがって、第１の信号配線の細りを防止することができる。
【００１３】
また、本発明は、半導体装置を構成する標準セルとして、配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、第１の配線層に形成され、セル枠に隣接し、かつ、セル枠と平行に延伸する第１の信号配線と、前記第１の配線層に形成された第２の信号配線とを備え、前記第１の信号配線の配線幅は、前記第２の信号配線の配線幅よりも大きいものである。
【００１４】
この発明によると、セル枠と平行に延伸する第１の信号配線の配線幅が太くなっているので、この第１の信号配線が、当該標準セル内の信号配線および隣りに配置される標準セル内の信号配線によって挟まれた場合でも、たとえ露光時における光の干渉が生じたとしても、細りによる断線を防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、半導体装置を構成する標準セルとして、配線ピッチが１７０ｎｍ以下であり、第１の配線層に形成され、セル枠に隣接し、かつ、セル枠と垂直方向に延伸する第１の信号配線と、前記第１の配線層に形成された第２の信号配線とを備え、前記第１の信号配線の配線幅は、前記第２の信号配線の配線幅よりも大きいものである。
【００１６】
この発明によると、セル枠と垂直方向に延伸する第１の信号配線の配線幅が太くなっているので、隣りに配置される標準セル内の信号配線が、この第１の信号配線および隣りに配置される標準セル内の他の信号配線によって挟まれた場合であっても、露光時における光の干渉を抑えることができる。したがって、隣りに配置される標準セル内の信号配線の細りを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、４５ｎｍ以細プロセスのような微細化が進んだ半導体製造工程においてマスク補正制御が困難であった、対向する配線端に挟まれた配線について、細りによる断線の発生を防止することができる。したがって、デバイスの製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態に係る半導体装置が有する標準セルの配線パターンの一例である。図１はある配線層における配線パターンを示している。また、上端と下端において、電源配線５１，５２が左右に延びている。
【００２０】
本発明の各実施形態では、４５ｎｍ以細プロセスが用いられるものとする。４５ｎｍ以細プロセスでは、図２に示すような配線ピッチＰすなわち配線中心間の距離が、１７０ｎｍ以下である。すなわち、本発明では、配線ピッチが１７０ｎｍ以下であることを前提とする。
【００２１】
また、本発明において、信号配線とは、電源配線につながった配線以外の配線のことをいう。また、各図において、第１の方向を横方向とし、第１の方向に実質的に垂直な第２の方向を縦方向とする。
【００２２】
図３は図１における配線パターンＡを拡大した図である。図３に示すように、信号配線２１が横方向に延伸しており、この信号配線２１に対して、縦方向に延伸する信号配線２２の配線端が隣接している。信号配線２１，２２の配線幅をＷ、信号配線２２の配線端と信号配線２１との間隔をＳとする。
【００２３】
図４は図１における配線パターンＢを拡大した図であり、本実施形態における配線パターンを示す図である。図４に示すように、第１の信号配線としての信号配線１１が横方向に延伸している。そして、第２および第３の信号配線としての信号配線１２，１３が縦方向に延伸しており、かつ、信号配線１１を挟んで対向している。
【００２４】
なお、本発明において、２つの信号配線が対向しているとは、信号配線が延伸する方向に見て、２つの信号配線が重なりを有する状態のことをいう。
【００２５】
そして、信号配線１２，１３は、配線幅がＷ＋Ｗ’に拡げられており、信号配線１１の配線幅Ｗよりも大きくなっている。このように、信号配線１１を挟んで対向する信号配線１２，１３の配線幅を太くすることによって、配線端の後退量が減るためＯＰＣ補正量が少なくなり、挟まれた信号配線１１への露光時における光の干渉を抑えることができる。したがって、信号配線１１の細りを防止することができる。また、この場合、信号配線１２，１３の配線幅を、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きいものにすることが好ましい。
【００２６】
また、図４の例では、信号配線１１を挟む信号配線１２，１３の両方について、その配線幅を拡げるものとしたが、信号配線１２，１３の一方について、配線幅を拡げるようにしてもかまわない。例えば図５の例では、信号配線１２のみ、配線幅をＷ＋Ｗ’に拡げている。この場合も、挟まれた信号配線１１への露光時における光の干渉を抑えることができるので、信号配線１１の細りを防止することができる。また、この場合、信号配線１２の配線幅を、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きいものにすることが好ましい。
【００２７】
（実施形態２）
図６は図１における配線パターンＢの本実施形態における改良例を示す図である。図６において、信号配線１２の配線端と信号配線１１との間隔がＳ＋Ｓ’に拡げられている。また、信号配線１３の配線端と信号配線１１との間隔が、Ｓ＋Ｓ’に拡げられている。図３に示す配線パターンＡと対比すると、第５の信号配線としての信号配線２２の配線端と第４の信号配線としての信号配線２１との間隔Ｓに比べて、信号配線１２の配線端と信号配線１１との間隔、および信号配線１３の配線端と信号配線１１との間隔が大きくなっている。
【００２８】
このように、対向する２つの信号配線１２，１３の配線端とこれらに挟まれた信号配線１１との間隔を広げることによって、信号配線１１への露光時における光の干渉を抑えることができるので、信号配線１１の細りを防止することができる。
【００２９】
また、図６の例では、信号配線１１を挟む信号配線１２，１３の両方について、配線端と信号配線１１との間隔を拡げるものとしたが、信号配線１２，１３の一方について、配線端と信号配線１１との間隔を拡げるようにしてもかまわない。例えば図７の例では、信号配線１３についてのみ、配線端と信号配線１１との間隔をＳ＋Ｓ’に拡げている。この場合も、挟まれた信号配線１１への露光時における光の干渉を抑えることができるので、信号配線１１の細りを防止することができる。
【００３０】
また、本実施形態において、実施形態１と同様に、信号配線１１を挟む信号配線１２，１３の少なくとも一方の配線幅を広げるようにしてもよい。これにより、挟まれた信号配線１１への露光時における光の干渉をさらに抑えることができる。
【００３１】
（実施形態３）
標準セルのセル枠に隣接する信号配線に関しても、隣りに配置される標準セルの配線パターンによっては、配線の細りが生じたり、あるいは、隣りに配置される標準セル内の信号配線の細りを招いたりする可能性がある。そこで、本実施形態では、セル枠に隣接する信号配線の配線幅を、他の信号配線よりも大きくする。
【００３２】
図８は本実施形態におけるセル枠近辺の配線パターンを示す図である。図８はある配線層における配線パターンを示している。図８において、第１の信号配線としての信号配線３１はセル枠に隣接し、かつ、セル枠と平行に延伸している。そして、その配線幅がＷ＋Ｗ’に拡げられている。すなわち、信号配線３１の配線幅は、他の信号配線例えば第２の信号配線としての信号配線３３の配線幅よりも大きい。また、信号配線３１の配線幅は、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きいことが好ましい。
【００３３】
これにより、信号配線３１が、信号配線３２と、隣りに配置される標準セル内の信号配線３４とによって挟まれた場合でも、たとえ露光時における光の干渉が生じたとしても、信号配線３１の配線幅が太いため、配線の細りによる断線を防止することができる。
【００３４】
図９は本実施形態におけるセル枠近辺の配線パターンの他の例を示す図である。図９はある配線層における配線パターンを示している。図９において、第１の信号配線としての信号配線３５はセル枠に隣接し、かつ、セル枠と垂直方向に延伸している。そして、その配線幅がＷ＋Ｗ’に拡げられている。すなわち、信号配線３５の配線幅は、他の信号配線例えば第２の信号配線としての信号配線３６の配線幅よりも大きい。また、信号配線３５の配線幅は、当該標準セル内の信号配線の中で最も大きいことが好ましい。
【００３５】
これにより、隣りに配置される標準セルの信号配線３７が、信号配線３５と、隣りに配置される標準セル内の信号配線３８とによって挟まれた場合でも、信号配線３５の配線幅が太いため、信号配線３７への露光時における光の干渉を抑えることができる。したがって、信号配線３７の細りを防止することができる。
【００３６】
なお、本発明の特徴は、例えば、標準セルの設計データを調べることによって、確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置が有する標準セルの配線パターンの一例である。
【図２】配線ピッチを説明するための図である。
【図３】図１における配線パターンＡを拡大した図である。
【図４】第１の実施形態における配線パターンを示す図である。
【図５】第１の実施形態における配線パターンの他の例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における配線パターンを示す図である。
【図７】第２の実施形態における配線パターンの他の例を示す図である。
【図８】第３の実施形態における配線パターンを示す図である。
【図９】第３の実施形態における配線パターンを示す図である。
【図１０】配線端に挟まれた配線の細りの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  信号配線（第１の信号配線）
１２  信号配線（第２の信号配線）
１３  信号配線（第３の信号配線）
２１  信号配線（第４の信号配線）
２２  信号配線（第５の信号配線）
３１  信号配線（第１の信号配線）
３３  信号配線（第２の信号配線）
３５  信号配線（第１の信号配線）
３６  信号配線（第２の信号配線）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008258425.tif 000010
【図９】
2008258425.tif 000011
【図１０】
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