(57)【要約】【課題】半導体集積回路の許容電流値において、レイアウトパターン上の配線およびコンタクトを検証対象にし、許容電流値を超えるレイアウト個所をレポートする機能を提供する。【解決手段】レイアウトパターン入力手段と、レイアウトパターンからレイアウト回路を生成するレイアウト回路生成手段と、レイアウトパターンの配線図形から配線幅およびコンタクト面積と、レイアウト座標を抽出する配線図形認識手段と、最大許容電流密度値と配線幅およびコンタクト面積から許容電流を計算する許容電流計算手段と、計算した許容電流値が定義された判定素子をレイアウト回路に挿入する判定素子挿入手段と、回路シミュレーションを実施して回路動作中に判定素子の許容電流値を超えるかを判定する許容電流判定手段と、前記許容電流判定手段でエラーとなる判定素子についてレイアウト座標とそのエラーとなった電流値をレポート出力するエラー出力手段を備えている。【選択図】図１
2005251057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路の許容電流値の検証装置であって、レイアウトパターンを入力するレイアウト入力手段と、レイアウトパターンから論理演算処理による素子認識と等電位追跡処理によりレイアウト回路を生成するレイアウト回路生成手段と、レイアウトパターンの配線図形から配線幅とレイアウト座標、およびコンタクト面積とレイアウト座標を抽出する配線図形認識手段と、最大許容電流密度データベースに定義してある最大許容電流密度値と、前記配線幅および前記コンタクト面積から許容電流を計算する許容電流計算手段と、前記許容電流計算手段で計算された許容電流値と前記配線図形認識手段で抽出したレイアウト座標を定義した判定素子を生成し、前記レイアウト回路生成手段で生成したレイアウト回路に挿入する判定素子挿入手段と、回路シミュレーションを実施して回路動作中に判定素子の許容電流値を超えるかを判定する許容電流判定手段と、前記許容電流判定手段でエラーとなる判定素子についてレイアウト座標とそのエラーとなった電流値をレポート出力するエラー出力手段を備えたことを特徴とするレイアウト検証装置。
【請求項２】
半導体集積回路の許容電流値の検証方法であって、レイアウトパターンを入力する第1の工程と、レイアウトパターンからレイアウト回路を生成する第２の工程と、レイアウトパターンの配線図形から配線幅とレイアウト座標、およびコンタクト面積とレイアウト座標を抽出する第３の工程と、最大許容電流密度データベースに定義してある最大許容電流密度値と前記配線幅および前記コンタクト面積から許容電流を計算する第４の工程と、前記第４の工程で計算された許容電流値と前記第３の工程で抽出したレイアウト座標を定義した判定素子を生成し、前記レイアウト回路生成手段で生成したレイアウト回路に挿入する第５の工程と、回路シミュレーションを実施して回路動作中に判定素子の許容電流値を超えるかを判定する第６の工程と、前記電流判定手段でエラーとなる判定素子についてレイアウト座標とエラーとなった電流値をレポート出力する第７の工程を備えたことを特徴とするレイアウト検証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路のレイアウトパターンにおいて、配線層およびコンタクトの許容電流値を検証するレイアウト検証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化により配線に流れる電流密度が増加し、エレクトロマイグレーションによる断線不良・短絡不良が問題になっている。エレクトロマイグレーションとは、配線上に過度の電流が加わり、配線パターンを形成する金属原子が時間経過とともに絶縁物の表面上を移動する現象であり、配線の断線・短絡の原因となる。
【０００３】
従来、回路設計者は、エレクトロマイグレーションの防止のため、設計した回路データを回路シミュレーションし、各素子への電流値を読み取り、許容範囲かどうかを判定していた。
【０００４】
しかしながら、設計した回路データを用いての回路シミュレーションによる電流値の判定は、接続された各素子への電流値しか確認することができず、配線層及び多層配線の配線間を接続するコンタクト層については考慮できていなかった。
【０００５】
そこで、特許文献１（以下、従来技術と呼ぶ）に開示されているレイアウトパターン検証装置が提案されている。従来技術では、予め回路シミュレーションによって得た各ネットに関する電流値と、レイアウトパターンの各ネットに対して幅が最小となる配線図形とを照合し、予め準備した許容電流値の範囲を満たすかを判定する装置が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２２０１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、幅が最小となる配線図形しか検証対象としていないため、コンタクト層について考慮できていないだけでなく、許容電流値を超える配線図形がレイアウト上のどの部分に相当するかを特定することが困難であるという課題を持っている。特に、レイアウト設計が自動化できていない回路においては、人手によりレイアウト設計されるため、均一幅で配線できていない個所が存在し、許容電流値を超える配線図形がレイアウト上のどこに存在するかを見つけ出すことは困難である。
【０００７】
さらに、従来技術では、予め回路シミュレーション結果を準備する必要があり、一般に全ネットに関する回路シミュレーション結果を保持しておくには大容量の記憶容量が必要になるという課題を持っている。
【０００８】
前記に鑑み、本発明は半導体集積回路の許容電流値において、配線およびコンタクトを検証対象にし、許容電流値を超えるレイアウト個所をレポートする機能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】
前記の目的を達成するため、本発明に係るレイアウト検証装置は、レイアウトパターンを入力するレイアウト入力手段と、レイアウトパターンから論理演算処理による素子認識と等電位追跡処理によりレイアウト回路を生成するレイアウト回路生成手段と、レイアウトパターンの配線図形から配線幅およびコンタクト面積と、レイアウト座標を抽出する配線図形認識手段と、最大許容電流密度データベースに定義された最大許容電流密度値と、前記配線図形認識手段で抽出した配線幅およびコンタクト面積から許容電流を計算する許容電流計算手段と、前記許容電流計算手段で計算された許容電流値と前記配線図形認識手段で抽出したレイアウト座標を定義した判定素子を前記レイアウト回路生成手段で生成したレイアウト回路に挿入する判定素子挿入手段と、回路シミュレーションを実施して回路動作中に判定素子の許容電流値を超えるかを判定する許容電流判定手段と、前記許容電流判定手段でエラーとなる判定素子についてレイアウト座標とそのエラーとなった電流値をレポート出力するエラー出力手段を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体集積回路の配線パターンに流れる電流が許容値を満たすかどうかを容易に判定することができ、さらに、許容電流を超えた配線パターンを簡単に見つけ出し、レイアウト修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の構成を説明するためのブロック図である。レイアウト入力手段１０１は、半導体集積回路のレイアウトパターンを本発明のレイアウト検証装置に入力するための手段である。レイアウト回路生成手段１０２は、レイアウトパターンに対して論理演算によりトランジスタ、抵抗などの半導体素子を認識させ、等電位追跡によって、前記半導体素子と配線の接続関係からなる回路データ（ネットリスト）を生成する。配線図形認識手段１０３は、レイアウトパターンから、配線の幅とそのレイアウト座標、上層配線と下層配線（拡散層を含む）を接続するコンタクトの面積または個数とそのレイアウト座標を抽出する。許容電流計算手段１０４は、最大許容電流密度データベース１０８と配線図形認識手段１０３から得た配線の幅、またはコンタクトの面積（個数）から許容電流値を計算する。図６に配線層における最大許容電流密度データベースの定義例を示す。図６の定義例では、配線層における最大許容電流密度データベースは、配線層名、膜厚、単位面積あたりの最大許容電流密度から構成されている。また、図１０にコンタクトにおける最大許容電流密度データベースの定義例を示す。図１０の定義例では、コンタクトにおける最大許容電流密度データベースは、コンタクト名と単位面積あたりの最大許容電流密度から構成されている。
【００１３】
判定素子挿入手段１０５は、許容電流計算手段１０４から得た許容電流値と配線図形認識手段１０３で得たレイアウト座標を保持した判定素子を生成し、レイアウト回路生成手段１０２で生成した回路データに挿入する。図３に判定素子の定義例を示す。判定素子は、素子名、接続情報１、接続情報２、最大許容電流値、レイアウト座標から構成される。許容電流判定手段１０６は、判定素子挿入手段１０５で得た回路データに対して回路シミュレーションを実施し、判定素子に定義された許容電流値を超えるか判定する。エラー出力手段１０７は、許容電流判定手段１０６で許容電流を超えた判定素子について電流値およびレイアウト座標をレポート出力する。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態の処理方法を説明するためのフローチャートである。以下、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００１５】
ＳＴＥＰ１で、レイアウトパターンを本発明のレイアウト検証装置に読み込む。ＳＴＥＰ２で、レイアウトパターンから回路データを生成する。
【００１６】
ＳＴＥＰ３で、レイアウトパターンの配線図形を配線セグメントに分割する。図４の配線図形４０１は、図５の配線セグメント５０１，５０２，５０３に分割される。
【００１７】
ＳＴＥＰ４で、各配線セグメントの幅とそのレイアウト座標を抽出する。図５の配線セグメント５０１，５０２は幅０．３μｍ、５０３は幅１μｍが抽出され、それぞれのレイアウト座標が抽出される。
【００１８】
次に、ＳＴＥＰ５で、コンタクト図形の面積を抽出する。図９において、コンタクト９０１は上層配線９０２と下層配線９０３を接続するコンタクトであり、ＳＴＥＰ５では、面積１μｍ2が抽出され、そのレイアウト座標が抽出される。デザインルールにおいて、コンタクト図形のサイズが固定されている場合は、上層配線と下層配線の論理積上にあるコンタクトの個数を抽出する。図１１の例では、上層配線１２と下層配線１３の論理積１１（点線部に囲まれた領域）に含まれるコンタクト１０の個数である４個が抽出される。
【００１９】
次に、ＳＴＥＰ６で、最大許容電流密度値データベース１０８から最大許容電流密度値を取り出し、ＳＴＥＰ４で抽出した配線幅と、ＳＴＥＰ５で抽出したコンタクト面積から最大許容電流値を計算する。
【００２０】
配線の最大許容電流値は、
最大許容電流値＝最大許容電流密度×配線幅×配線膜厚
で求めることができる。図４の配線層がMETAL1の場合、図６の配線の最大許容電流密度データベースから、膜厚として０．３μｍと最大許容電流密度値として１ｍＡ／μｍ2が取り出され、最大許容電流値は、図５の配線セグメント５０１、５０２が０．５４ｍＡ、配線セグメント５０３が１ｍＡとなる。
【００２１】
また、コンタクトの最大許容電流値は、
最大許容電流値＝最大許容電流密度×コンタクト面積
図９のコンタクト９０１がVIA1の場合、最大許容電流値は０．４ｍＡとなる。図１１のように、コンタクトサイズが固定されている場合は、1個あたりのコンタクトの面積と個数からコンタクト面積を求めることができる。
【００２２】
ＳＴＥＰ７で、配線セグメントの最大許容電流値とＳＴＥＰ４で抽出した配線セグメントのレイアウト座標、および、コンタクトの最大許容電流値とＳＴＥＰ５で抽出したコンタクトのレイアウト座標を判定素子に定義し、ＳＴＥＰ２で生成した回路データの各ネットに各判定素子を挿入する。図３の配線がＳＴＥＰ２で生成した回路データのノード名としてＮＥＴ３を持つ場合、図７に判定素子を挿入した回路データの例を示し，図８に判定素子のデータ定義の例を示す。図７の７０１は図５の配線セグメント５０１の判定素子であり、７０２は図５の配線セグメント５０２の判定素子、７０３は図５の配線セグメント５０３の判定素子を表している。ＳＴＥＰ７ではＮＥＴ３をサブノードに分割し、サブノード間に、判定素子７０１，７０２，７０３を挿入する。図８のデータ定義例では、７０１の判定素子はサブノードNET3-1とNET3-2間に存在し、最大許容電流値として０．５４ｍＡであることがわかる。
【００２３】
次に、ＳＴＥＰ８で、ＳＴＥＰ７で生成した回路データを使用して回路シミュレーションを実施する。ＳＴＥＰ９で、回路シミュレーション時に判定素子に定義されている最大許容電流値を超えるか判定を行い、ＳＴＥＰ１０で、最大許容電流を超えた判定素子についてその座標とその電流値をレポート出力する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上説明したように、本発明は半導体集積回路のエレクトロマイグレーション現象が起きる配線パターンの確認等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図
【図２】本発明の一実施形態を説明するためのフローチャート
【図３】判定素子の定義例を示す図
【図４】本発明の動作を説明するための配線パターンの例を示す図
【図５】本発明の動作を説明するための配線セグメントの例を示す図
【図６】配線における最大許容電流密度データベースの例を示す図
【図７】本発明の動作を説明するための回路表記例を示す図
【図８】本発明の動作を説明するための判定素子の定義例を示す図
【図９】本発明の動作を説明するためのコンタクトの例を示す図
【図１０】コンタクトにおける最大許容電流密度データベースの例を示す図
【図１１】コンタクトサイズ固定の場合の、本発明の動作を説明するためのコンタクトの例を示す図
【符号の説明】
【００２６】
１０  コンタクト
１１  上層配線と下層配線の論理積領域
１２  上層配線
１３  下層配線
１０１  レイアウト入力手段
１０２  レイアウト回路生成手段
１０３  配線図形認識手段
１０４  許容電流計算手段
１０５  判定素子挿入手段
１０６  許容電流判定手段
１０７  エラー出力手段
４０１  配線パターン
５０１，５０２，５０３  配線セグメント
７０１，７０２，７０３  判定素子
９０１  コンタクト
９０２  上層配線
９０３  下層配線
【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】
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【図９】
2005251057.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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