JPH04239977A - 電子回路パターン設計装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路パターン設計
装置に利用され、特に、電子回路のパターン設計におい
て、配線による信号の遅延を検証するために必要な配線
容量算出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路の高密度化および微細化に伴い
、配線容量による信号伝搬遅延やノイズ等の回路への影
響が無視できなくなってきている。このため電子回路の
設計では回路設計時に回路シミュレーションや遅延シミ
ュレーションで回路動作の確認を行うばかりでなく、パ
ターン設計時にもパターン設計データから配線容量と回
路接続を抽出し、回路シミュレーションや遅延シミュレ
ーションをかけ遅延の検証を行うようになってきている
。

【０００３】従来、パターン設計データから配線容量を
算出する場合、配線と基盤の間の容量だけを考慮してい
た。しかし、電子回路の高密度化および微細化がすすむ
につれて、近接する配線間の容量の大きさが配線と基盤
の間の容量と同等になってきているため、近接する配線
間の容量を求める必要がでてきた。

【０００４】ここで、図を用いて近接する配線間の容量
について説明する。図１２は、集積回路の配線の一部分
を示す平面図である。図１２において７１および７２は
アルミ配線である。図１３は、図１２におけるＸ−Ｘ′
断面図である。７３は絶縁膜、７４はシリコン基板、７
５はアルミ配線の側面間にできる寄生容量、ならびに７
６および７７はアルミ配線の底面とシリコン基板の間に
できる寄生容量を表している。図１３のように、アルミ
配線の間隔がアルミ配線の高さと同等か、それより小さ
くなる場合は、アルミ配線の側面間にできる寄生容量が
無視できなくなってくる。

【０００５】このような近接する配線の側面間の容量は
、平行平板容量に近似して求めることができる。アルミ
配線の高さが一定と仮定すると、近接する配線間の容量
の値は、配線部分の長さに比例し、間隔の広さに反比例
する。配線間容量は、全ての配線の間につくが、容量値
の小さなものを無視することにすれば、実用上は、ある
一定の距離よりも近接している配線同士についてだけ計
算すればよい。

【０００６】従来、このような近接配線間容量の算出は
、容量を求めたい配線をある一定の長さだけ太らせた太
らせ領域を設定し、その領域と交差する配線を近接配線
とし、それらの配線間の容量を求めていた。

【０００７】図８はかかる従来の電子回路パターン設計
装置の一例を示すブロック構成図である。本従来例は、
データ入力手段１と、処理実行手段２ａ　と、データ出
力手段６と、補助記憶手段７とを備え、処理実行手段２
ａ　は、太らせ領域設定手段８、近接配線設定手段９、
太らせ領域分割手段１０、および配線間容量算出手段１
１を含んでいる。

【０００８】次に、処理実行手段２ａ　の処理手順につ
いて図９に示す流れ図を参照して説明する。データ入力
手段１により入力されたパターン設計データについて、
太らせ領域設定手段８により、容量を求めたい配線をあ
る一定の長さだけ太らせた太らせ領域を設定する（ステ
ップＳ１１）　。次に、近接配線設定手段９により、ス
テップＳ１１で求めた太らせ領域と交差する配線を近接
配線として設定認識する　（ステップＳ１２）　。次に
、太らせ領域分割手段１０により、近接配線との位置関
係や領域の形状を考慮しながら太らせ領域を分割する　
（ステップＳ１３）　。 そして、配線間容量算出手段１１により、分割領域ごと
に配線間容量を算出する　（ステップＳ１４）。

【０００９】次に、図面を用いてこの従来の配線間容量
算出方式の適用例について説明する。図１０は集積回路
の一部を示す平面図で、５１は容量を求めたい配線、５
２は配線５１とは層の違う近接配線、および５３は配線
５１を一定の長さだけ太らせた太らせ領域である。図１
１において、５４〜６３は、近接配線との位置関係およ
び形状によって決まる電気力線の分布を考慮して図１０
の太らせ領域５３を分割したときの部分領域である。図
９のステップＳ１１において容量を求めたい配線（図１
０の配線５１）をある一定の長さだけ太らせて太らせ領
域５３を得る。太らせ量は、対象の電子回路の製造プロ
セスにおいて、それ以上配線間隔がせまくなると配線と
基板の間の容量に対して配線の側面間にできる寄生容量
が無視できなくなる長さである。

【００１０】次に、ステップＳ１２において、配線５２
は太らせ領域５３と交差するので配線５１の近接配線で
あると設定認識される。次に、ステップＳ１３において
、近接配線との位置関係および形状によって決まる電気
力線の分布を考慮して太らせ領域５３を分割する。次に
、ステップＳ１４において、分割領域ごとに配線間容量
を算出する。部分領域５８および６０では、配線間容量
は、平行平板容量として計算できる。その他の部分領域
では、その部分領域においてラプラス方程式の境界値問
題を数値解法により解くか、またはあらかじめ数値解法
により求めておいた数値テーブルを参照することにより
容量値を求める。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】電子回路、特に、集積
回路の大規模化に伴い、配線間容量算出処理で扱うべき
データ量も大規模化している。ところが、前述した従来
の電子回路パターン設計装置における配線間容量算出方
式では、近接配線の認識を、データの太らせと、太らせ
領域と他の配線の重なりを見るという二つの図形処理ス
テップで行っているので、大量のパターン設計データを
入力すると処理時間が長くかかる欠点がある。また、近
接配線の認識のために太らせ領域全域にわたって配線間
容量算出処理を行うため、図１１の部分領域５６および
６３のように本来配線間容量の無視できる部分も処理対
象になり、配線間容量算出処理に余計な処理時間がかか
る欠点がある。

【００１２】本発明の目的は、前記の欠点を除去するこ
とにより、処理時間を短縮できる配線容量算出方式を有
する電子回路パターン設計装置を提供することにある。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】本発明は、パターン設
計データを入力するデータ入力手段と、処理実行手段と
、実行結果を出力するデータ出力手段とを備えた電子回
路パターン設計装置において、前記処理実行手段は、パ
ターン設計データを複数の分割領域に分割する領域分割
手段と、各分割領域ごとに配線状況に応じた係数を与え
て配線容量を算出する配線容量算出手段とを含むことを
特徴とする。

【００１４】

【作用】配線容量算出処理の前に、領域分割手段により
、配線が引かれている状況に基づいてパターン設計デー
タを分割し、配線容量算出手段により、分割領域ごとに
配線状況に応じた係数を与えて配線面積および周囲長に
比例する配線容量を、一次式で簡単に算出する。

【００１５】従って、配線を太らせる処理をしないです
むようになり、配線容量算出を非常に高速に行うことが
でき、処理時間を短縮することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施例を示すブロック構
成図である。本実施例は、パターン設計データを入力す
るデータ入力手段１と、処理実行手段２と、実行結果を
出力するデータ出力手段６と、処理データを記憶する補
助記憶手段７とを備えた電子回路パターン設計装置にお
いて、

【００１８】本発明の特徴とするところの、処理実行手
段２は、パターン設計データを複数の分割領域に分割す
る領域分割手段３、および各分割領域ごとに配線状況に
応じた係数を与えて配線容量を算出する配線容量算出手
段４を含み、さらに、各分割領域ごとに得られた接続情
報を併合して出力データとする接続情報併合手段５を含
んでいる。

【００１９】なお、ここで、例えば、データ入力手段１
は磁気テープ装置であり、データ出力手段はラインプリ
ンタであり、処理実行手段はアプリケーションプログラ
ムが走る中央処理装置である。

【００２０】次に、本実施例の動作について、図２の処
理実行手段２の処理手段を示す流れ図を参照して説明す
る。

【００２１】始めに、領域分割手段３により、データ入
力手段１により入力されたパターン設計データについて
、配線されている状況に基づいて複数の領域に分割する
（ステップＳ１）。次に、配線容量算出手段４により、
各分割領域ごとに配線状況に応じた係数を与えて配線面
積および周囲長に比例する配線容量を算出する（ステッ
プＳ２）。そして、接続情報併合手段５により、分割領
域間端子データを基に各分割領域ごとに抽出した接続情
報を併合し出力する（ステップＳ３）。

【００２２】次に、本実施例による配線容量算出方式を
、具体的に集積回路に適用した場合について説明する。

【００２３】図３は、１チップのパターン設計データを
領域分割する例である。図３において２０はチップ全体
領域を示し、２１〜２４は領域の分割線を示している。 領域分割で配線の切れ目となる部分では、配線がまたが
る両方の領域に属性として同じＩＤをもつ領域分割端子
データを発生しておく。

【００２４】図４は、領域分割で配線の切れ目となって
いる部分の例を示した図である。図４において、３０と
３１、ならびに３２と３３は、領域分割前は、それぞれ
一つ配線であったものを示している。３４は、領域を分
割する分割線である。３５、３６、３７および３８は領
域分割端子データを示している。３５および３６は領域
分割後の配線３０および３１の接続を表すためのもので
あり、３７および３８は領域分割後の配線３２および３
３の接続を表すためのものである。

【００２５】図５は配線密度が小さい部分を示し、図６
は一つの層の配線が密に引かれている部分を示している
。どのような領域に分割するかは、以下に説明するよう
な配線の状況に基づき決定する。すなわち、図５に示す
ような配線密度が小さい部分、図６に示すように一つの
層の配線が密に引かれている部分に分類して領域分割を
行う。

【００２６】ステップＳ２では、分割された領域ごとに
配線容量を算出する。このとき分割領域ごとに配線状況
に応じた係数を与えて配線面積および周囲長に比例する
配線容量を算出する。図５のようにな分割領域では配線
間隔が大きいため隣接する配線４０と４１との間の容量
は無視できる。従って、配線と基板との間の容量だけを
算出すればよく、これは配線の面積と周囲長に比例する
量である。図６のような分割領域では隣接する配線４２
との間の容量が無視できなくなり、配線間隔と配線の幅
および高さが等しい場合は、図５に示すような場合の約
２倍程度の容量値が付くと言われている。従って、図６
のような場合は図５の場合の２倍の値を持つ係数を使用
することにより配線面積および周囲長の一次式で配線間
容量も含めた配線容量を近似できる。

【００２７】ステップＳ３では、分割領域ごとに復元し
た回路接続情報を併合する。分割領域間の接続は、ステ
ップＳ１で発生しておいた領域分割端子データによって
表現されているので、各接続情報を併合することが可能
になる。図４で説明すると、領域分割端子データ３５お
よび３６が分割領域間で接続することが分かっているの
で、配線３０と３１がつながっていることが分かる。

【００２８】次に、さらに精度を向上させた本実施例の
適用例について図面を参照して説明する。図２のステッ
プＳ１では下記に示すような基準で領域分割する。すな
わち、図５に示すような配線密度が小さい部分、図６に
示すように一つの層の配線が密に引かれている部分で分
類する前述の適用例で用いた基準に加えて、さらに図７
に示すように複数の層の配線が交差している部分で分類
して領域分割を行う。図７は複数の層の配線４３および
４４が交差している部分を示している。図５の配線４０
および４２は同一層の配線で間隔が大きくあいているも
の、図６の配線４２は複数の同一層配線で配線間隔が小
さいもの、図７の配線４３も複数の同一層配線で配線間
隔が小さいもので、配線４４は配線４３と格子状に交差
する配線４３とは異なる層の配線である。

【００２９】図２のステップＳ２において、図７のよう
な場合は、隣接する同層間の容量の他に異なる層の配線
との間の容量が加わるため、図５の場合の約４倍の係数
を用いることにより配線面積および周囲長の一次式で近
似できる。

【００３０】以上説明したように、配線の状況に応じき
め細かく分類し各々に対し適当な係数を用いることによ
り、極めて簡単な算出モデルで、算出する容量値の精度
を上げていくことができる。

【００３１】前記の実施例における係数については、あ
らかじめ数値解析によりそれぞれの典型的な配線状況に
ついてシミュレートしてさらに精度向上をさせることが
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、配線容
量算出処理の前に配線が引かれている状況に基づいて、
パターン設計データを分割して分割領域ごとに配線状況
に応じた係数を与えることで、配線面積および周囲長の
一次式で配線間容量を含む配線容量を算出できることか
ら、従来の配線間容量算出方式よりも、処理時間を短縮
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例を示すブロック構成図。

【図２】　　図１の処理実行手段の処理手順を示す流れ
図。

【図３】　　実施例におけるチップのパターン設計デー
タの分割例を示す図。

【図４】　　実施例における領域分割で配線の切れ目部
分を示す図。

【図５】　　実施例における配線密度が小なる分割領域
を示す図。

【図６】　　実施例における一つの層で配線密度が大な
る分割領域を示す図。

【図７】　　実施例における二つの層で配線密度が大な
る分割領域を示す図。

【図８】　　従来例を示すブロック構成図。

【図９】　　図８の処理実行手段の処理手順を示す流れ
図。

【図１０】　　従来例による配線の太らせ領域例を示す
図。

【図１１】　　従来例による太らせ領域の分割例を示す
図。

【図１２】　　集積回路の配線の一部分を示す平面図。

【図１３】　　図１２のＸ−Ｘ′断面図。

【符号の説明】

１　　　　データ入力手段 ２、２ａ　　　処理実行手段 ３　　　　領域分割手段 ４　　　　配線容量算出手段 ５　　　　接続情報併合手段 ６　　　　データ出力手段 ７　　　　補助記憶手段 ８　　　　太らせ領域設定手段 ９　　　　近接配線設定手段 １０　　　　太らせ領域分割手段 １１　　　　配線間容量算出手段 ２０　　　　チップ全体領域 ２１〜２４、３４　　　　分割線 ３０〜３３、４０〜４４、５１、５２　　　　配線３５
〜３８　　　　領域分割端子データ５３　　　　太らせ
領域 ５４〜６３　　　　部分領域 ７１、７２　　　　アルミ配線 ７３　　　　絶縁膜 ７４　　　　シリコン基板 ７５〜７７　　　　寄生容量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　パターン設計データを入力するデータ
   入力手段と、処理実行手段と、実行結果を出力するデー
   タ出力手段とを備えた電子回路パターン設計装置におい
   て、前記処理実行手段は、パターン設計データを複数の
   分割領域に分割する領域分割手段と、各分割領域ごとに
   配線状況に応じた係数を与えて配線容量を算出する配線
   容量算出手段とを含むことを特徴とする電子回路パター
   ン設計装置。