(57)【要約】【課題】多層の半導体集積回路を設計する際に、配線間隔違反を発生させずに層間の導通不良を防止する自動配線装置、自動配線方法、自動配線プログラムを提供する。【解決手段】自動配線装置は、第一の配線層にける第一の配線と第二の配線層における第二の配線とを接続するためのスルーホールセルにおいて、第一の配線及び第二の配線と重畳される領域を第一の配線幅及び／または第二の配線幅に合わせて拡張する。そして、拡張された領域に合わせて第一の配線及び／または第二の配線を修正する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三層以上の配線層を有する半導体集積回路の配線において、スルーホールと、第一の配線層における第一の配線と第二の配線層における第二の配線とに重畳される前記スルーホールを囲む重畳領域とからなるスルーホールセルを用いて前記第一の配線と前記第二の配線を導通させる自動配線装置において、
前記重畳領域を、第一の配線幅及び／または前記第二の配線幅に合わせて拡張する領域拡張手段と、
前記拡張手段により拡張された前記重畳領域に合わせて前記第一の配線及び／または前記第二の配線の配線パターンを修正する配線修正手段とを有することを特徴とする自動配線装置。
【請求項２】
前記修正手段は、拡張された前記重畳領域の全領域が、前記第一の配線及び前記第二の配線とに重なるように、前記第一の配線及び／または前記第二の配線の配線パターンを修正することを特徴とする請求項１に記載の自動配線装置。
【請求項３】
三層以上の配線層を有する半導体集積回路の配線において、スルーホールと、第一の配線層における第一の配線と第二の配線層における第二の配線とに重畳される前記スルーホールを囲む重畳領域とからなるスルーホールセルを用いて前記第一の配線と前記第二の配線を導通させる自動配線装置による自動配線方法において、
前記重畳領域を、第一の配線幅及び／または前記第二の配線幅に合わせて拡張する領域拡張手順と、
前記拡張手順により拡張された前記重畳領域に合わせて前記第一の配線及び／または前記第二の配線の配線パターンを修正する配線修正手順とを有することを特徴とする自動配線方法。
【請求項４】
三層以上の配線層を有する半導体集積回路の配線において、スルーホールと、第一の配線層における第一の配線と第二の配線層における第二の配線とに重畳される前記スルーホールを囲む重畳領域とからなるスルーホールセルを用いて前記第一の配線と前記第二の配線を導通させる自動配線装置おける自動配線プログラムであって、
前記自動配線装置は演算処理装置と記憶装置とを有し、
前記演算処理装置に、
前記重畳領域を、第一の配線幅及び／または前記第二の配線幅に合わせて拡張する領域拡張ステップと、
前記拡張ステップにより拡張された前記重畳領域に合わせて前記第一の配線及び／または前記第二の配線の配線パターンを修正する配線修正ステップとを実行させるための自動配線プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三層以上の配線層を有する半導体集積回路において、層間の配線を行う自動配線装置、自動配線方法、自動配線プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の設計は、自動配線装置を用いて行われるのが一般的である。自動配線装置では、多層の半導体集積回路の設計も行われる。自動配線装置を用いて多層の半導体集積回路を設計する場合、各層間を導通させる部分にスルーホールセルを配置し、スルーホールセル内のスルーホールにより各層に形成された配線同士を導通させる。ここで例えばスルーホールにより導通させる配線の配線幅がスルーホールセルの幅よりも太い場合などに、スルーホールの近傍において各層間に段差が生じることがあり、層間の導通不良を起こす可能性がある。
【０００３】
そこで、層間の導通不良を防止する技術として、例えば特許文献１には下地のメタル配線の幅を変えることにより配線レイアウト設計の段階で、下地段差に起因するスルーホール部の導通不良を防止する半導体集積回路装置及び製造方法が記載されている。
【特許文献１】特開平３−１１６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、配線自体の幅を変更するため配線間隔を守れなくなる可能性がある。また特許文献１に記載された発明では、設計時にスルーホールセルを置き換えることにより段差の平坦化を実現している。この場合には、配線間隔を守り、かつ段差を平坦化できる複数種類のスルーホールセルを予め用意しなくてはならない。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を鑑みてこれを解消すべくなされたものであり、多層の半導体集積回路を設計する際に、配線間隔違反を発生させずに層間の導通不良を防止する自動配線装置、自動配線方法、自動配線プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。
【０００７】
本発明は、三層以上の配線層を有する半導体集積回路の配線において、スルーホールと、第一の配線層における第一の配線と第二の配線層における第二の配線とに重畳される前記スルーホールを囲む重畳領域とからなるスルーホールセルを用いて前記第一の配線と前記第二の配線を導通させる自動配線装置において、前記重畳領域を、第一の配線幅及び／または前記第二の配線幅に合わせて拡張する領域拡張手段と、前記拡張手段により拡張された前記重畳領域に合わせて前記第一の配線及び／または前記第二の配線の配線パターンを修正する配線修正手段とを有する構成とした。
【０００８】
係る構成によれば、多層の半導体集積回路を設計する際に、配線間隔違反を発生させずに層間の導通不良を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多層の半導体集積回路を設計する際に、配線間隔違反を発生させずに層間の導通不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の自動配線装置は、第一の配線層にける第一の配線と第二の配線層における第二の配線とを接続するためのスルーホールセルにおいて、第一の配線及び第二の配線と重畳される領域を第一の配線幅及び／または第二の配線幅に合わせて拡張する。そして、拡張された領域に合わせて第一の配線及び／または第二の配線を修正する。
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本実施形態の自動配線装置１００について説明する。図１は、第一の実施形態の自動配線装置１００の機能構成を示すブロック図の例である。
【００１１】
本発明の自動配線装置１００は、配線パターン情報格納部１１０、メタル配線検出部１２０、段差判定部１３０、デザインルール検証部１４０、領域拡張部１５０、配線修正部１６０とを有する。本実施形態の自動配線装置１００は、例えば多層の半導体集積回路において異なる層に配置された機能セル同士の配線を行う際に、層間を導通させるスルーホールセルを用いて配線を行う。
【００１２】
配線レイアウト情報格納部１１０には、半導体集積回路を設計する際の配線レイアウトに係る情報が格納されている。配線レイアウト情報部１１０は、配線パターン格納部１１１、スルーホールセル格納部１１３、デザインルール格納部１１５とを有する。
【００１３】
配線レイアウト格納部１１１には、半導体集積回路の配線レイアウトが格納されている。スルーホールセル格納部１１３には、プログラマブルなスルーホールセルが格納されている。デザインルール格納部１１５には、配線間隔に関する配線規定情報を含む半導体集積回路の設計規定情報が格納されている。
【００１４】
メタル配線検出部１２０は、配線レイアウトからメタル配線パターンを検出する。段差判定部１３０は、スルーホールの近傍に段差があるか否かを判定する。段差判定部１３０における判定処理の詳細は後述する。デザインルール判検証部１４０は、配線レイアウトが配線規定に違反しないことを検証する。領域拡張部１５０は、スルーホールセルの領域を拡張する。スルーホールセルにおいて拡張される領域及び領域拡張部１５０による領域拡張処理についての詳細は後述する。配線修正部１６０は、領域拡張部１５０により拡張された領域に合わせて配線パターンを修正する。配線修正部１６０の修正処理についての詳細は後述する。
【００１５】
自動配線装置１００は、例えば演算処理装置と記憶装置とを有するコンピュータに、上記各部の有する機能を実現させるプログラムをインストールすることにより実現することができる。
【００１６】
図２は、第一の実施形態の自動配線装置１００の一例の構成図である。自動配線装置１００は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置２１、出力装置２２、ドライブ装置２３、補助記憶装置２４、メモリ装置２５、演算処理装置２６およびインターフェース装置２７で構成される。
【００１７】
入力装置２１はキーボードやマウスなどで構成され、各種信号を入力するために用いられる。出力装置２２はディスプレイ装置などで構成され、各種ウインドウやデータ等を表示するために用いられる。インターフェース装置２７は、モデム、ＬＡＮカードなどで構成されており、ネットワーク２６に接続する為に用いられる。
【００１８】
本発明の自動配線プログラムは、自動配線装置１００を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。自動配線プログラムは例えば記録媒体２８の配布やネットワーク２６からのダウンロードなどによって提供される。自動配線プログラムを記録した記録媒体２８は、Ｃ１Ｄ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【００１９】
また、自動配線プログラムを記録した記録媒体２８がドライブ装置２３にセットされると、自動配線プログラムは記録媒体２８からドライブ装置２３を介して補助記憶装置２４にインストールされる。ネットワーク２６からダウンロードされた自動配線プログラムは、インターフェース装置２７を介して補助記憶装置２４にインストールされる。
【００２０】
自動配線装置１００は、インストールされた自動配線プログラムを格納すると共に、必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置２５は、コンピュータの起動時に補助記憶装置２４から自動配線プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置２６はメモリ装置２５に格納された自動配線プログラムに従って、各種処理を実現している。
【００２１】
次に図３を参照して自動配線装置１００における段差判定部１３０による判定処理について説明する。図３は、自動配線装置１００における段差判定部１３０の判定処理を説明する図の例である。図３（Ａ）は、自動配線装置１００における配線パターンの修正前の一例を示す図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の示す配線パターンにおけるＶ−Ｖ断面図である。
【００２２】
図３（Ａ）では、多層の半導体集積回路における第一の配線層をｍ層とし、ｍ層に形成される配線パターンを配線ａとして示す。同様に第二の配線層をｎ層とし、ｎ層に形成される配線パターンを配線ｂとして示す。そして図３（Ａ）では、配線ａと配線ｂとを導通させるスルーホールをホールＨとし、ホールＨを備えるスルーホールセルをセルｃ１として示す。セルｃ１では、ホールＨを囲み、配線ａと配線ｂとに重ねられる領域を重畳領域Ｓ１とする。さらに図３（Ａ）では、断面Ｖ−Ｖにおいて配線ａが配線ｂに重ねられる幅を幅Ｗａとし、配線ｂの幅を幅Ｗｂとし、断面Ｖ−Ｖにおけるセルｃ１の幅をＷｃ１として示す。また、幅Ｗａと幅Ｗｂとの差分幅を幅Ｗｄとして示す。ここで、配線ｂの終端部Ｔ４の配線幅は、Ｖ−Ｖ断面におけるセルｃ１の幅Ｗｃ１と等しい。
【００２３】
ここで図３（Ｂ）に示すＶ−Ｖ断面図を参照すると、幅Ｗａと幅Ｗｂとの差分幅Ｗｄにおいて、配線ａと配線ｂとの間の絶縁層に段差Ｄが生じていることがわかる。段差Ｄは、配線ａと配線ｂとが重なっていないためにホールＨの近傍に発生する。多層の半導体集積回路において、図３（Ｂ）に示すような段差Ｄが発生した場合、段差Ｄの影響によりｍ層の配線ａとｎ層の配線ｂとの導通不良が発生する可能性がある。
【００２４】
そこで、本実施形態の自動配線装置１００では、この段差Ｄを平坦化すべく、配線パターンを修正する処理が行われる。
【００２５】
本実施形態の自動配線装置１００において、段差判定部１３０は、配線レイアウトからメタル配線検出部１２０が検出したメタル配線パターンに、図３（Ｂ）に示すような段差Ｄが生じる箇所があるか否かを判定する。尚メタル配線検出部１２０は、配線パターンを検出する際に、スルーホールセルが配置された箇所も検出しても良い。
【００２６】
段差判定部１３０は、例えばスルーホールセルが配置された箇所において、配線パターンの配線幅がスルーホールセルの幅よりも広い場合に段差が生じると判定しても良い。また段差判定部１３０は、スルーホールセルが配置された箇所において、例えばｍ層の配線パターンとｎ層の配線パターンとが重ならない領域（図３の幅Ｗｄを有する領域）がある場合に段差が生じると判定しても良い。
【００２７】
次に図４を参照して、本実施形態の自動配線装置１００の領域拡張部１５０による領域拡張処理及び配線修正部１６０による修正処理について説明する。図４は、自動配線装置１００における領域拡張部１５０及び配線修正部１６０の処理を説明する図の例である。
【００２８】
図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示す配線パターンにおいて、スルーホールセルの拡張及び配線パターンを修正した後の状態を示す図の例である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の配線パターンにおけるＸ−Ｘ断面図である。
【００２９】
以下に図３及び図４を参照して、段差判定部１３０により図３（Ｂ）に示す段差Ｄが生じていると判定された場合の領域拡張部１５０及び配線修正部１６０の処理を具体的に説明する。始めに領域拡張部１５０による領域拡張処理について説明する。
【００３０】
本実施形態の自動配線装置１００では、段差判定部１３０により段差Ｄが生じていると判定された場合、領域拡張部１５０は、図３（Ａ）に示すセルｃ１の重畳領域Ｓ１を配線ｂの幅に合わせて拡張する。ここで本実施形態のスルーホールセルは、プログラマブルなセルであり、領域拡張部１６０は自動配線装置１００の有する演算処理装置により実現される一機能を示す。すなわち本実施形態のスルーホールセルは、演算処理装置で実行されるプログラムにより、その領域を拡張することができる。
【００３１】
領域拡張部１５０は、セルｃ１の幅Ｗｃ１が配線ｂの幅Ｗｂと同じ幅になるように、重畳領域Ｓ１を幅Ｗｂ方向に拡張する。このときホールＨの位置は変更されない。図４（Ａ）では、領域拡張部１５０により拡張された領域を重畳領域Ｓ２として示す。
【００３２】
図４（Ａ）には、領域拡張部１５０により拡張されたセルｃ１が、セルｃ２として示されている。このように領域拡張部１５０は、セルｃ１において配線と重畳される重畳領域Ｓ１を配線幅に合わせて拡張する。
【００３３】
次に配線修正部１６０による修正処理について説明する。
【００３４】
例えば図４（Ａ）に示す例では、配線修正部１６０は、配線ａの終端部Ｔ３を配線ｂの幅端部Ｔ２まで延長させるように配線ａの配線パターンを修正する。そして配線修正部１６０は、配線ｂの終端部Ｔ４における配線ｂの配線幅が、セルｃ２の幅Ｗｃ２と等しくなるように配線ｂの配線パターンを修正する。このように配線修正部１６０は、領域拡張部１５０によりセルｃ１がセルｃ２に拡張されると、拡張されたセルｃ２に合わせて配線ａ及び配線ｂをの配線パターンの修正を行う。
【００３５】
ここで図４（Ｂ）を参照すると、配線ａと配線ｂとの間の絶縁層に段差がなく、ｎ層が平坦化されていることがわかる。
【００３６】
次に、本実施形態の自動配線装置１００の動作について図５を参照して説明する。図５は、第一の実施形態の自動配線装置１００の動作を説明するフローチャートである。
【００３７】
自動配線装置１００において配線パターンの修正処理が開始されると、ステップＳ５１へ進み、メタル配線検出部１２０が配線レイアウトよりメタル配線の配線パターンを検出する。尚自動配線装置１００では、設計対象となる半導体集積回路の配線レイアウトが予め生成されており、配線レイアウト格納部１１１に格納されていても良い。
【００３８】
ステップＳ５１で配線パターンを検出すると、自動配線装置１００はステップＳ５２へ進み、段差判定部１３０により各層間において段差が生じているか否かを判定する。自動配線装置１００は、ステップＳ５２において、段差判定部１３０により段差があると判定された場合、ステップＳ５３に進む。
【００３９】
自動配線装置１００は、ステップＳ５３に進み、デザインルール検証部１４０により段差を平坦化すべく配線パターンを修正した場合に、配線規定に違反しないか否かを検証する。ここで本実施形態の自動配線装置１００では、Ｓ５１において配線パターンを検出した際に、スルーホールセルの配置箇所やスルーホールセルの幅などを検出しても良い。デザインルール検証部１４０は、配線パターンの配線幅及びスルーホールセルの情報から実際に配線パターンを修正する前に、配線パターンを修正した場合に配線規定に違反しないか否かを検証することができる。
【００４０】
自動配線装置１００は、ステップＳ５４において配線規定に違反しないことが検証されると、ステップＳ５５に進み、領域拡張部１５０によりスルーホールセルを拡張する。厳密には、領域拡張部１５０は、スルーホールセル内の重畳領域を拡張する。自動配線装置１００は、スルーホールセルを拡張するとＳ５５に進み、領域拡張部１５０により拡張された領域にあわせて各層の配線の配線パターンを修正する。
【００４１】
以上に説明したように、本実施形態の自動配線装置１００によれば配線幅を変更せずに絶縁層に発生する段差を平坦化させる。このため本実施形態の自動配線装置１００では、多層の半導体集積回路を設計する際に、配線間隔違反を発生させずに層間の導通不良を防止することができる。また本実施形態の自動配線装置１００では、プログラマブルなスルーホールセルを用い、且つスルーホールセルの領域を拡張させる領域拡張部１５０を備えるため、配線パターンの修正に合わせた複数種類のスルーホールセルを予め用意しておく必要がない。
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態で説明した配線パターンとは異なるパターンの配線を修正する場合を説明する。本実施形態で説明する配線パターンの修正は、第一の実施形態で説明した自動配線装置１００により行うものであるから、自動配線装置１００については第一の実施形態で使用した符号と同様の符号を使用し、説明を省略する。
【００４２】
図６は、第二の実施形態における配線パターンの修正について説明する図である。図６（Ａ）は、配線パターンが修正される前の状態を示す図の例であり、図６（Ｂ）は配線パターンが修正された後の状態を示す図の例である。
【００４３】
本実施形態では、領域拡張部１５０は、図６（Ａ）に示すセルｃ１１の重畳領域Ｓ１１を、配線ａ１の幅Ｗａ１と配線ｂ１の幅Ｗｂ１とに合わせて拡張している。領域拡張部１５０は、セルｃ１１の幅Ｗｃ１１が配線ａ１の幅Ｗａ１と同じ幅となるように、重畳領域Ｓ１１を幅Ｗａ１方向に拡張する。さらに領域拡張部１５０は、セルｃ１１の幅Ｗｃ１２が配線ｂ１の幅Ｗｂ１と同じ幅となるように、重畳領域Ｓ１１を幅Ｗｂ１方向に拡張する。領域拡張部１５０により拡張されたセルｃ１１は、図６（Ｂ）においてセルｃ１２として示される。セルｃ１２において重畳領域Ｓ１２が領域拡張部１５０により拡張された領域である。
【００４４】
セルｃ１１がセルｃ１２に拡張されると、配線修正部１６０が配線ａ１及び配線ｂ１の配線パターンを修正する。
【００４５】
本実施形態では、配線修正部１６０は、配線ａ１の終端部Ｔ１１を配線ｂ１の幅端部Ｔ１２まで延ばし、さらに配線ｂ１の終端部Ｔ１３を配線ａ１の幅端部Ｔ１４まで延ばす。本実施形態では、このように配線ａ１と配線ｂ１を修正することにより、セルｃ１２における重畳領域Ｓ１１と重畳領域Ｓ１２が配線ａ１と配線ｂ１と重なるようになる。よってセルｃ１２における全ての重畳領域が配線ａ１と配線ｂ１とに重ねられる。
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態で説明した配線パターンとは異なるパターンの配線を修正する場合を説明する。本実施形態で説明する配線パターンの修正は、第一の実施形態で説明した自動配線装置１００により行うものであるから、自動配線装置１００については第一の実施形態で使用した符号と同様の符号を使用し、説明を省略する。
【００４６】
図７は、第三の実施形態における配線パターンの修正について説明する図である。図７（Ａ）は、配線パターンが修正される前の状態を示す図の例であり、図７（Ｂ）は配線パターンが修正された後の状態を示す図の例である。
【００４７】
本実施形態では、領域拡張部１５０は、図７（Ａ）に示すセルｃ２１の重畳領域Ｓ２１を、配線ｂ２の幅Ｗｂ２に合わせて拡張している。領域拡張部１５０は、セルｃ２１の幅Ｗｃ２１が配線ｂ２の幅Ｗｂ２と同じ幅となるように、重畳領域Ｓ２１を幅Ｗｂ１方向に拡張する。領域拡張部１５０により拡張されたセルｃ２１は、図７（Ｂ）においてセルｃ２２として示される。セルｃ２２における重畳領域Ｓ２２が領域拡張部１５０により拡張された領域である。
【００４８】
セルｃ２１がセルｃ２２に拡張されると、配線修正部１６０が配線ａ２及び配線ｂ２の配線パターンを修正する。
【００４９】
本実施形態では、配線修正部１６０は、配線ａ２の終端部Ｔ２１を配線ｂ２の幅端部Ｔ２２まで延ばす。また配線修正部１６０は、配線ｂ２の終端部Ｔ２３における配線ｂ２の幅を、セルｃ２２の幅Ｗｃ２２と同じ幅になるように、セルｃ２２と重なる配線ｂ２の幅を幅Ｗｃ２２方向に延ばす。
【００５０】
本実施形態では、このように配線ａ２と配線ｂ２とを修正することにより、セルｃ２２における重畳領域Ｓ２１と重畳領域Ｓ２２が配線ａ２と配線ｂ２と重なるようになる。よってセルｃ２２における全ての重畳領域が配線ａ２と配線ｂ２とに重ねられる。
【００５１】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげた構成、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、半導体集積回路を設計する自動配線装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第一の実施形態の自動配線装置１００の機能構成を示すブロック図の例である。
【図２】第一の実施形態の自動配線装置１００の一例の構成図である。
【図３】自動配線装置１００における段差判定部１３０の判定処理を説明する図の例である。
【図４】自動配線装置１００における領域拡張部１５０及び配線修正部１６０の処理を説明する図の例である。
【図５】第一の実施形態の自動配線装置１００の動作を説明するフローチャートである。
【図６】第二の実施形態における配線パターンの修正について説明する図である。
【図７】第三の実施形態における配線パターンの修正について説明する図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  自動配線装置
１１０  配線パターン情報格納部
１２０  メタル配線検出部
１３０  段差判定部
１４０  デザインルール検証部
１５０  領域拡張部
１６０  配線修正部
【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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