(57)【要約】【課題】低コストで実施可能な、ＩＣレイアウトの修正技術を提供する。【解決手段】本発明の集積回路構造において、金属パターンソリューションの金属または接点の変化によって、レジスタの出力値が変更されるように、金属パターンソリューションが提供される。金属または接点のうちの任意のものを変化させることによって、レジスタに接続される金属パターンソリューションを変更することが、レジスタの出力値を変更するように機能する。本発明によれば、金属パターンソリューションが金属スイッチングタワーに接続され、それはさらに、グランドと、マルチプレクサ（ｍｕｘ）とに接続される。ｍｕｘは複数の入力に接続されており、金属スイッチングタワーからの選択入力を用いて、レジスタの適当な出力値が選択入力される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路構造の１つまたは複数のレジスタのうちの１つのレジスタの出力値を構成するように動作可能な構造であって、
該構造は前記レジスタに接続されるパターンを有し、
前記レジスタは複数の金属および該複数の金属に接続される複数の接点を有し、
前記複数の金属および前記複数の接点のうちの１つまたは複数を変更することで前記パターンを変更することによって、前記レジスタの前記出力値が変更される、
集積回路構造の１つまたは複数のレジスタのうちの１つのレジスタの出力値を構成するように動作可能な構造。
【請求項２】
前記複数の接点のうちの１つの接点または前記複数の金属のうちの１つの金属の変更が、前記出力値の対応する変化を生み出す、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記複数の接点のうちの１つ以上の接点または前記複数の金属のうちの１つ以上の金属に対する一連の変更が、前記出力値の対応する代替の値を生み出す、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記出力値が制御信号と連動し、該制御信号が、前記出力値が有効である時間を制限することにより、前記集積回路構造の電力を保存するように動作可能である、請求項１に記載の構造。
【請求項５】
前記出力値が前記制御信号の立ち上がりエッジと連動する、請求項４に記載の構造。
【請求項６】
前記レジスタがグランド電位に接続されており、前記レジスタの前記出力値が変更されるように、集束イオンビーム（ＦＩＢ）が前記グランド電位への接続を切断するように動作可能である、請求項１に記載の構造。
【請求項７】
前記レジスタは第１端子で、ｍｕｘに接続され、第２端子で金属スイッチングタワーに接続される選択入力を介してグランドに接続され、該金属スイッチングタワーは複数の接点および複数の金属を有する、請求項６に記載の構造。
【請求項８】
集積回路構造の複数のレジスタのうちの１つのレジスタの出力値を制御するための方法であって、
前記集積回路構造の金属パターンソリューションを制御するステップを有し、該金属パターンソリューションは前記出力値の値を変更するように動作可能であり、
該制御するステップはさらに、前記金属パターンソリューションの複数の金属または対応する複数の接点を変更するステップを有する、
集積回路構造の複数のレジスタのうちの１つのレジスタの出力値を制御するための方法。
【請求項９】
前記レジスタ出力値が正しくない場合、前記複数の金属および前記複数の接点を含む金属スイッチングタワーとグランドとの接続を集束イオンビーム（ＦＩＢ）によって切断し、それにより前記レジスタ出力値が切り替えられるようにする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記出力値が制御信号と連動し、該制御信号は、前記出力値が有効である時間を確定する、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には集積回路素子の分野に関し、より具体的には、集積回路のレジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
中央演算処理装置（ＣＰＵ）チップのような複雑な集積回路（ＩＣ）の設計は標準的には、シリコン内で何回かの修正、すなわち設計変更を経た後に、最終的な製品バージョンが準備される。これらの修正は、金属およびＦＥＴを含む全面的な設計変更もあれば、チップの金属層のみが変更される金属のみの設計変更もあるであろう。これらの設計変更品の製作にはコストがかかる。一例として、現在のＣＰＵの場合、全面的な設計変更には約１００万ドルのコストがかかる場合もあり、一方、金属のみの設計変更には約５０万ドルのコストがかかる場合がある。変更される金属層の数が少ない場合（部分的な金属設計変更）の設計変更はコストが低い。コストは、その関連する接点（contact）を有する金属層の数に概ね比例し、金属のレベルが低くなるほどコストが高くなる。変更される必要がある金属層の数を削減することにより、製作コストを削減できるようになる。一例として、設計チップの最初の設計変更は、関連する接点を有する１つの金属層だけを変更すればよい。
【０００３】
フロントサイドバスは、集積回路（ＩＣ）の中の、ＩＣを構成する種々のサブシステムおよび素子間でデータを搬送するための役割を担う部分である。数多くの集積回路の応用形態では、集積回路のフロントサイドバスの性能はレジスタの集合体によって制御される。バスの速度が上がり、バス上のチップの数が増加すると、バス信号の信号完全性がさらに重要になる。ドライバ終端、ドライバスルーレート、受信機トリップポイント、受信デグリッチ遅延などの関連するバスパラメータを変更するために、ＣＰＵに数多くのレジスタが追加される可能性があるのはそのためである。
【０００４】
ＩＣが設計段階にあるとき、そのＩＣ内のレジスタ値は繰返し変更されることができ、変更を繰り返す度に、新たなプロトタイプＩＣの製作を必要とする可能性がある。ＩＣを修正する度に、ＩＣのフロントサイドバスの入力／出力性能がテストされる。バス性能が設計目標を満たさない場合には、ＩＣレイアウトが変更され、新たなＩＣの修正版が製作される。この工程の所要時間は長くなる可能性があり、ＩＣの設計時間全体に影響を及ぼすことは明らかである。逆に、既に製造環境にあるＩＣの場合に、レジスタが正確な値に設定されていない場合には、ＩＣ動作への大きな不具合に繋がる可能性があることは明らかであろう。この状況は、設計およびプロトタイプ製作が適切に行われていなかった場合に生じる可能性があるか、または不測のシステムレベルでの影響に起因する場合がある。
【０００５】
ここで図１を参照すると、１つまたは複数のレジスタを含む回路のための製造工程１００のフローチャートが示される。１つまたは複数のレジスタを含むＩＣが設計された後（ブロック１１０）、テスト用のＩＣが製作される（ブロック１２０）。その後、ＩＣはレイアウトエラーをテストされる（ブロック１３０）。ＩＣテストが不合格である場合には（ブロック１４０）、ＩＣレイアウト中にレジスタ値が変更され、ＩＣを製作し直して、再びテストしなければならない（ブロック１２０および１３０）。レジスタを変更し、レイアウト変更して、ＩＣを製作し直し、再びテストする回数は、ＩＣのコストおよび製品化に要する時間全体に対して大きな影響を及ぼす。ＩＣが製造前テストに合格し、製造工程に入る（ブロック１５０）場合に、第２の懸念が生じる恐れがある。ＩＣが製造に入った後に、設計フローに起因して、またはブロック１３０の製造前のテスト工程の誤りに起因してエラーが検出される場合に（ブロック１５５）、ＩＣレイアウトが変更され（ブロック１４５）、ＩＣは製作し直され、再びテストされる必要がある（ブロック１２０および１３０）。製造が開始された後にエラーが検出されることは、多くのＩＣが無駄にされる場合もあるので望ましくないことは明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、低コストで実施可能な、ＩＣレイアウトの修正技術が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある特定の実施形態によれば、本発明の集積回路構造において、金属パターンソリューションの金属または接点（contact）の変化によって、レジスタの出力値が変更されるように、金属パターンソリューションが提供される。金属または接点のうちの任意のものを変化させることによって、レジスタに接続される金属パターンソリューションを変更することが、レジスタの出力値を変更するように機能する。本発明のある特定の他の実施形態によれば、金属パターンソリューションが金属スイッチングタワーに接続され、それはさらに、グランドと、マルチプレクサ（ｍｕｘ）とに接続される。ｍｕｘは複数の入力に接続されており、金属スイッチングタワーからの選択入力を用いて、レジスタの適当な出力値が選択入力される。レジスタの出力値は、出力値の有効性を制御する制御信号と連動し、それにより電力の無駄を防ぐ。集束イオンビーム（focused ion beam、ＦＩＢ）を用いて、金属スイッチングタワーとグランドとの間の接続を切断することができ、それにより選択入力が値を変更できるようになる。それゆえ、レジスタの出力値はＦＩＢの作用によって影響を及ぼされることができる。本発明の特定の実施形態にしたがった方法によれば、集積回路構造の複数のレジスタのうちの１つのレジスタの出力値が、集積回路構造の金属パターンソリューション内の複数の金属または対応する複数の接点を変化させることにより構成されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の新規であると考えられる特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。しかしながら、本発明そのものは、その目的および利点とともに、機構および動作方法の両方に関して、添付の図面とともに取り上げられる本発明のある特定の例示的な実施形態を記述する以下に記載される本発明の詳細な説明を参照することにより、最も深く理解することができる。
【０００９】
特定の実施形態が図示され、本明細書において詳細に説明されているが、本発明は数多くの異なる形態をとる実施形態を受け入れることができ、本開示が本発明の原理の一例とみなされるべきであり、本発明が示され述べられる特定の実施形態に限定することは意図されていないことは理解されたい。以下の説明においては、類似の参照番号を用いて、図面のいくつかの図における同じ部品、類似の部品または対応する部品が記載される。
【００１０】
ここで図２を参照すると、本発明の１つの特定の実施形態による、構成変更可能な金属レジスタ構造の回路図２００が示される。金属スイッチングタワー２１０を用いることによりｍｕｘ選択入力２２０がグランド２１５に接続されるため、入力ＩＮ０ ２２５がｍｕｘ２３５のデフォルトの出力である。本発明の１つの特定の実施形態では、金属スイッチングタワー２１０はＶｄｄ２４０に接続される。集束イオンビーム（ＦＩＢ）２１７がｍｕｘ選択入力２２０とグランド２１５との接続を切断した後に、ｍｕｘ選択入力２２０は、ＰＯＷＵＰ制御信号２４５が０であるとき、弱いプルアップ素子２５０によって、高出力（high）（または１）になる。本発明の１つの特定の実施形態では、ＦＩＢ２１７は存在せず、ｍｕｘ選択入力２２０とグランド２１５との接続は外部から制御される。ｍｕｘ選択入力２２０が１になった後、ｍｕｘ２３５によって、出力２４０として入力ＩＮ１ ２３０が選択入力される。本発明の１つの特定の実施形態では、ｍｕｘ２３５の出力２４０として、入力ＩＮ１２３０の相補的な値が選択入力される。ｍｕｘ２３５の出力２４０は、ＰＯＷＵＰ制御信号２４５の立ち上がりエッジによってラッチされる。本発明の理念および範囲から逸脱することなく、ｍｕｘ２３５の出力２４０は、ＰＯＷＵＰ制御信号２４５の立ち下がりエッジによってラッチされることもできることに留意されたい。本発明の１つの特定の実施形態では、ＰＯＷＵＰ制御信号２４５は、金属パターンソリューションを有するチップの標準的な動作中に電力の無駄を防ぐように動作することができる。
【００１１】
ここで図３を参照すると、本発明の１つの特定の実施形態による、金属スイッチングタワー２１０内に存在することができるような構成変更可能な金属レジスタ構造の金属パターンソリューションの例３００が示される。この例の金属パターンソリューションは、複数の金属／接点層、すなわち金属／接点Ｍ４層３４０と、金属／接点Ｍ５層３３０と、金属／接点Ｍ６層３２０と、金属／接点Ｍ７層３１０とによって表される。複数の金属／接点層は、４つの列（３５０、３５５、３６０、３６５）として図３に示される４つの構成において図示される。本発明の理念および範囲から逸脱することなく、金属パターンソリューションにおいて他の金属層が存在することができることに留意されたい。図３の格子縞の金属は金属と供給電圧ＶＤＤとの接続を表しており、一方、図３の白抜きの金属は金属とグランドとの接続を表す。図３の格子縞の金属および白抜きの金属はさらに、小さな黒の正方形で示され、かつ格子縞の金属および白抜きの金属を金属パターンソリューション内の他の金属層と接続するように機能することができる接点を含む。金属パターンソリューションの例３００では、金属／接点Ｍ４層３４０は、図２のｍｕｘ選択入力として用いられ、かつ金属パターンソリューションの初期の構成中に０である出力値２２０を有する。初期の構成は図３の第１の列３５０に示される。金属パターンソリューションはスイッチングタワー２１０内に収容される。
【００１２】
金属パターンソリューションの第２の構成では、Ｍ６層３２０の金属が変更される。本発明の特定の実施形態では、この変更は、金属パターンソリューションの製造中に行われ、第１の列３５０の初期の構成後のある時点で行われることができることに留意されたい。設計工程は、４つの列（３５０、３５５、３６０、３６５）として表される構成が金属パターンソリューションの４つの製造を用いて同時に行われるように体系化されることもできることに、さらに留意されたい。Ｍ６層３２０の金属を変更することにより、金属Ｍ６層３２０より下の金属層（Ｍ５層３３０、Ｍ４層３４０）がその個々の電圧の向きを反転できるようになり、それにより、Ｍ４層３４０の出力値２２０が０から１に変化できるようになる。Ｍ６層３２０の変更後の金属構成が図３の第２の列３５５として示される。
【００１３】
第３の段階中に、Ｍ５層３３０の金属が変更され、金属Ｍ５層３３０より下の金属層Ｍ４層３４０がその電圧の向きを反転できるようになる。電圧の向きを反転することにより、Ｍ４層３４０の出力値２２０は０になることができる。Ｍ５層３３０を変更した後の金属構成が図３の第３の列３６０として示される。最後に、第４の段階中に、Ｍ５層３３０とＭ４層３４０との間の接点を変更することにより、Ｍ４層３４０の出力値２２０が１になることができる。Ｍ４層３４０の接点を変更した後の金属構成が、図３の第４の列３６５として示される。本発明の１つの特定の実施形態では、金属パターンの１つの金属または接点をそれぞれ変更した後に、ＩＣ内の金属パターンソリューションが製作される。金属パターンソリューションの例３００は、金属パターンソリューションの任意の金属を変更することにより、または金属パターンソリューションの任意の接点を変更することにより、金属パターンソリューションを含むレジスタの出力値を変更できることを示している。
【００１４】
４つの層を有する例示的な金属パターンが示されるが、本発明の理念および範囲から逸脱することなく、それより多くの層または少ない層を用いることができることを当業者であれば認識できることに留意されたい。金属パターンソリューション内の金属および接点の向きは、本発明の理念および範囲から逸脱することなく所望のように構成されることができ、構成変更可能なレジスタの能力に影響を及ぼすことなく、ユーザが金属パターンソリューションの１つまたは複数の金属または１つまたは複数の接点を変化させることによりレジスタ値を変更できるようになることに、さらに留意されたい。
【００１５】
ここで図４を参照すると、本発明の１つの特定の実施形態による、１つまたは複数のレジスタ値および１つまたは複数の接点を変更するための工程の流れ図４００が示される。１つまたは複数のレジスタおよび１つまたは複数の接点を含むＩＣが設計された後に（ブロック４１０）、テスト用のＩＣが製作される（ブロック４２０）。その後、ＩＣはレイアウトエラーをテストされる（ブロック４３０）。本発明の特定の実施形態では、ＩＣテストは、ＩＣ内の１つまたは複数の信号のうちの１つの信号の信号完全性を測定する。ＩＣテストが不合格である場合には（ブロック４４０）、ＩＣレイアウト中に１つまたは複数のレジスタ値および１つまたは複数の接点が変更されることができ、ＩＣが再びテストされる（ブロック４２０および４３０）。１つまたは複数のレジスタ値および１つまたは複数の接点値は、ブロック４４５の場合のように、金属パターンソリューションを用いることにより調整されることができる。図３の金属パターンソリューションおよびそれを含む図２に示される構成変更可能なレジスタは、本発明の理念および範囲から逸脱することなく、１つまたは複数のレジスタ値および１つまたは複数の接点値を変更するように動作できることに留意されたい。ここで再び図４を参照すると、信号完全性のＩＣテストが満足される場合には、そのＩＣは製造または他のモジュールをテストするための準備ができている（ブロック４５０）。金属パターンソリューションによって、金属パターンソリューションの任意の層内の任意の金属または接点が、１つまたは複数のレジスタの出力レジスタ値を変化させるように変更されることができる。本発明の１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のレジスタ値および１つまたは複数の接点は、信号完全性が最大になるように選択入力される。別の実施形態では、スループット、テストサイクルの最小数などの他のメトリクスを用いることができることに留意されたい。図４の流れ図では、任意の金属の変更または接点の変更が１つまたは複数のレジスタのレジスタ値を変更できるようにする金属パターンソリューションを用いることにより、製造コストが削減される。変更される金属層が多くなると、製造コストは増加する。１つまたは複数のレジスタは特定の金属層を全く必要としないので、その１つまたは複数のレジスタを含む回路がある特定の層を必要とする場合には、１つまたは複数のレジスタはその金属層だけを利用し、結果として、変更される必要がある金属層の数が増えないようにすることが好ましいであろう。１つまたは複数のレジスタのみが変更される必要がある場合には、低コストの層を選択入力することができるであろう。本発明の特定の実施形態では、上側の層よりも下側の層ほどコストがかかる。
【００１６】
チップが製作されており、レジスタ設定値が正しくないために正確に動作しない場合には、レジスタ設定値が調整され、製作し直されている間にＩＣが動作できるようにする技術によって、テストにかかる時間が削減されるであろう。ここで図５を参照すると、本発明の１つの特定の実施形態による、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いてレジスタ値を変更する工程のための流れ図５００が示される。ＩＣが設計され、製作された後に（ブロック５１０および５１２）、テストまたは実際に使用することにより、ＩＣレジスタ値が正しく設定されていないことを判断することができる（ブロック５３０）。レジスタ値が正しく設定されていない場合には、集束イオンビーム（focused ion beam、ＦＩＢ）を用いて、１つの接続を切断し、それによりレジスタの値を切り替えることができる（ブロック５４０）。これによりこのＩＣが利用できるようになり、一方、レジスタ設計の誤りが補正される（ブロック５４５）。この手法は、ＩＣをテストするのにかかる時間を短縮するために用いることができるか、またはＩＣが製造段階にあり、かつ設計の誤りまたは互換性の問題によって異なるレジスタ設定値が必要とされる場合に利用することができることに留意されたい。本発明の１つの特定の実施形態では、ＦＩＢを用いて、ｍｕｘ選択入力２２０とグランド２１５との間の接続が切断される。
【００１７】
本発明が特定の実施形態とともに記載されてきたが、上記の説明に鑑みて、当業者には数多くの代替形態、変更形態、置換形態および変形形態が明らかになることは明白である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入るような全てのそのような代替形態、変更形態および変形形態を包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術による、１つまたは複数のレジスタを含む回路のための製造工程の流れ図である。
【図２】本発明の１つの特定の実施形態による構成変更可能な金属レジスタの回路図である。
【図３】本発明の１つの特定の実施形態による、フレキシブル金属レジスタの金属パターンの金属パターンソリューションの例を示す図である。
【図４】本発明の１つの特定の実施形態による、金属パターンを変化させることにより１つまたは複数のレジスタ値を変更するための工程の流れ図である。
【図５】本発明の１つの特定の実施形態による、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いてレジスタ値を変化させる工程のための流れ図である。
【符号の説明】
【００１９】
２００  構成変更可能な金属レジスタ構造の回路図
２１０  金属スイッチングタワー
２１７  集束イオンビーム（ＦＩＢ）
２３５  マルチプレクサ（ｍｕｘ）
２４０  出力値
２４５  制御信号
３００  金属パターンソリューション
３５０，３５５，３６０，３６５  金属／接続層
【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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