JPH04299843A - 半導体集積回路のマスクレイアウト方法 - 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】本発明は半導体集積回路のマスク
レイアウト方法、特に、自動配置配線装置およびネット
リスト検証装置を利用したマスクレイアウト方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路のマスクレイアウ
ト設計は、トランジスタ、キャパシタ、抵抗素子などの
デバイスに対応した二次元レイアウトパターンを、回路
設計図に基づいて手作業で作成するという方法で行って
いた。ところが、近年、コンピュータ技術の発達ととも
に、このようなマスクレイアウト設計を自動化するため
の装置が開発されてきている。たとえば、自動配置配線
装置を用いれば、ネットリストおよびスタンダードセル
情報をデータとして用意しておき、これに所望のデザイ
ンルールに関する情報を付加することにより、半導体集
積回路のマスクレイアウトに関する図形パターンが自動
的に作成できる。また、このようにして作成された図形
パターンが正しいものであるかどうかを検証するための
装置も開発されている。たとえば、ＬＶＳ（Ｌａｙｏｕ
ｔ　ｖｓ　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ）　と呼ばれているネッ
トリスト検証装置を用いれば、自動作成された図形パタ
ーンが、もともとのネットリストに適合したものである
かどうかを自動的に検証することができる。すなわち、
このネットリスト検証装置は、自動作成された図形パタ
ーンをネットリストに変換する機能を有し、この変換さ
れたネットリストをもともとのネットリストと比較検証
する機能を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した自動配置配線
装置やネットリスト検証装置を用いたマスクレイアウト
設計システムは、新たな半導体集積回路のマスクレイア
ウト設計を行う場合には、極めて合理的な設計が可能で
あり、また、設計に用いた種々の情報をデータとして蓄
積しておくことができるため、このシステムで設計され
たマスクレイアウトに対する修正を加えることも容易で
ある。ところが、過去に手作業で設計されたマスクレイ
アウトに対しては、情報の蓄積が全くないため、このシ
ステムを適用することができない。

【０００４】半導体集積回路は年々進歩しており、過去
に設計したマスクレイアウトについて、新たなデザイン
ルールを適用して、新しいマスクレイアウトを設計する
という作業が頻繁に行われている。ところが、前述した
自動化システムは、過去に手作業で設計されたマスクレ
イアウトには適用できないため、このような手作業で設
計されたマスクレイアウトに対する修正作業は、やはり
手作業で行っているのが現状である。

【０００５】そこで本発明は、過去に手作業で設計した
マスクレイアウトに基づいて、効率的に新たなマスクレ
イアウトを作成することのできる半導体集積回路のマス
クレイアウト方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ネットリスト
、スタンダードセル情報、デザインルール、という３つ
の情報を与えることにより、半導体集積回路のマスクレ
イアウトに関する図形パターンを発生する自動配置配線
装置と、発生した図形パターンをネットリストに変換し
、この変換されたネットリストと前記自動配置配線装置
に与えたネットリストとを比較して、発生した図形パタ
ーンが正しいものであることを検証するネットリスト検
証装置と、を利用して半導体集積回路のマスクレイアウ
トを行うものであり、マスクレイアウトに関する旧図形
パターンからスタンダードセル情報を抽出する第１の段
階と、この旧図形パターンをネットリスト検証装置に与
え、この旧図形パターンを、スタンダードセルの内部を
含まない上位階層のネットリストに変換する第２の段階
と、この上位階層のネットリストを、自動配置配線装置
に与えるのに適したフォーマットに変換する第３の段階
と、第１の段階において抽出されたスタンダードセル情
報と、第３の段階において変換されたネットリストと、
新たなデザインルールと、を自動配置配線装置に与える
ことにより、新図形パターンを発生させる第４の段階と
、を行い、旧図形パターンに新たなデザインルールを適
用して、新図形パターンを得るようにしたものである。

【０００７】

【作　　用】手作業で設計されたマスクレイアウトでは
、図形パターンが描かれた図面という形でしか設計資産
が残されていないことになる。本発明による方法の特色
は、この図面という形で残された図形パターンを、既存
のネットリスト検証装置を利用することにより、ネット
リストに変換する点にある。こうして変換されたネット
リストは、コンピュータによって取り扱えるデジタルデ
ータの形となっている。そして、一方では、この図面と
いう形で残された図形パターンに基づいて、スタンダー
ドセル情報を抽出する。こうして、ネットリストとスタ
ンダードセル情報とが用意できれば、既存の自動配置配
線装置を用いて、新たなデザインルールに基づくマスク
レイアウトの自動設計が可能になる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。本発明の要点は、既存の自動配置配線装置およ
びネットリスト検証装置を利用して、手作業で設計され
たマスクレイアウトの修正を行うようにした点にある。 そこではじめに、自動配置配線装置およびネットリスト
検証装置を用いた従来のマスクレイアウト自動設計方法
の手順を、図１に基づいて簡単に説明しておく。

【０００９】図１に示すマスクレイアウト自動設計シス
テムでは、ネットリスト作成装置１０、自動配置配線装
置２０、ネットリスト検証装置３０、という装置が用い
られる。ネットリスト作成装置１０は、設計者が作成し
た回路図ａに基づいてネットリストｂを作成する機能を
もった装置である。すなわち、回路図ａ内のスタンダー
ドセルおよびこれらの端子を認識し、これらの接続関係
をネットリストｂというデータの形式で出力する作業を
行う。一方、回路図ａ内の各スタンダードセルに関する
セルの大きさや端子位置を示すスタンダードセル情報ｃ
がデータとして用意される。また、配線層の幅、絶縁膜
の厚みなど半導体集積回路の設計上必要な数値情報をも
ったデザインルールｄがデータとして用意される。自動
配置配線装置２０は、ネットリストｂと、スタンダード
セル情報ｃと、デザインルールｄと、に基づいて、半導
体集積回路のマスクレイアウトに関する図形パターンｅ
を出力する機能をもった装置である。図形パターンｅを
紙面の形式で出力させれば、所望の図形パターンが描か
れた図面が作成されることになる。

【００１０】ネットリスト検証装置３０は、一般に、Ｌ
ＶＳ（Ｌａｙｏｕｔ　ｖｓ　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ）　と
呼ばれている装置であり、上述のようにして自動作成さ
れた図形パターンｅが正しいものであるか否かを検証す
る装置である。この装置は、機能的には、ネットリスト
変換部３１、フォーマット変換部３２、ネットリスト比
較部３３、の３つの構成要素を含んでいる装置であると
考えることができる。 ネットリスト変換部３１は、自動配置配線装置２０が作
成した図形パターンｅをネットリストに変換する機能を
有する。すなわち、図面の形式で与えられた図形パター
ンｅをパターン認識し、各端子間の接続関係を認識し、
ネットリストを作成するのである。一方、フォーマット
変換部３２は、ネットリスト作成装置１０が作成したネ
ットリストｂのフォーマットが、ネットリスト変換部３
１の出力するネットリストのフォーマットに適合するよ
うに、フォーマット変換を行う機能を有する。こうして
、ネットリスト変換部３１によって変換されたネットリ
ストと、フォーマット変換部３２によって変換されたネ
ットリストとが、ネットリスト比較部３３において比較
される。両者のフォーマットは統一されているため、両
ネットリストが一致しているか否かが比較できる。こう
して、自動配置配線装置２０によって作成された図形パ
ターンｅが、当初のネットリストｂに適合したものであ
るか否かが検証できる。

【００１１】以上、従来のマスクレイアウト自動設計シ
ステムを簡単に説明した。このシステムに用いられてい
るネットリスト作成装置１０、自動配置配線装置２０、
ネットリスト検証装置３０は、いずれも公知の装置であ
るため、その内部構成についての詳しい説明は省略する
。このようなマスクレイアウト自動設計システムに関し
ての詳細は、種々の公知文献を参照されたい。

【００１２】さて、上述のような自動設計システムでは
、新たに半導体集積回路のマスクレイアウト設計を行う
作業や、過去にこのシステムで自動設計を行ったマスク
レイアウトを修正するような作業は、非常に効率的に行
うことができる。ところが、過去に手作業で作成したマ
スクレイアウトについて、新しいデザインルールを適用
し、新たなマスクレイアウトを設計するような場合、上
述のシステムのままではこれに対応できない。本発明は
、このような場合にも、上述のシステムを利用して効率
的なマスクレイアウト設計を行うことを可能にするもの
である。以下、図２を参照しながら、この方法について
説明する。

【００１３】図２において、自動配置配線装置２０およ
びネットリスト検証装置３０は、図１に示した従来シス
テムで用いられていたものをそのまま利用することがで
きる。ここでは、旧図形パターンｆとして、過去に手作
業でマスクレイアウト設計された図面が用意されている
ものとし、これに新たなデザインルールｄを適用して、
新図形パターンｇを作成する場合を例にとってこの方法
を説明する。用意された旧図形パターンｆの概念図を図
３に示す。ここに示す例は、６つのスタンダードセルＣ
１〜Ｃ６によって構成されるマスクレイアウトの図形パ
ターンであり、図では各スタンダードセルＣ１〜Ｃ６の
内部の図形パターンは省略されている。また、図では各
セル間の配線も１本の線で示されているが、実際の図形
パターンは、これらの配線は幅をもった配線層となる。 ここで、各セルに付された符号Ｃ１〜Ｃ６は、インスタ
ンス名と呼ばれる各セル固有の名である。これに対して
、各セル内に記された「セルＬ」，「セルＭ」，「セル
Ｎ」なるセル名は、セルの種類を示す名称であり、同一
のセル名が付されたスタンダードセルは、全く同一の図
形パターンを有している。各セル内のＸ１，Ｘ２，Ｘ３
，Ｘ４は、外部との配線のために各セルごとに設けられ
た端子の端子名であり、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３なるブロック
は、この半導体集積回路全体としての外部端子の端子名
である。また、各端子間の配線路上に付されたＮ１〜Ｎ
１０は、これら配線路について与えられたノード名であ
る。

【００１４】このような旧図形パターンｆが用意された
ら、スタンダードセル情報抽出装置４０によって、この
旧図形パターンｆからスタンダードセル情報ｃを抽出す
る。スタンダードセル情報ｃは、各スタンダードセルの
大きさおよび端子位置を示す情報であり、たとえば、図
４のようなデータとなる。図４に示すスタンダードセル
情報は、５行で記述されたテキストデータであり、「セ
ルＬ」についての情報を示している。すなわち、第１行
目はセル名を示し、第２行目はこのセルの輪郭矩形にお
ける対角位置にある２つの頂点座標値（ｘ０，ｙ０）（
ｘ１，ｙ１）を示し、第３行目はこのセルの入力端子Ｘ
２の座標値（ｘ２，ｙ２）を示し、第４行目はこのセル
の入力端子Ｘ３の座標値（ｘ３，ｙ３）を示し、第５行
目はこのセルの出力端子Ｘ４の座標値（ｘ４，ｙ４）を
示している。図３に示す図形パターンの場合、この他に
、「セルＭ」および「セルＮ」についての情報も抽出さ
れる。スタンダードセル情報抽出装置４０としては、こ
のような座標に関する情報を抽出できる装置であれば、
どのようなものを用いてもかまわない。たとえば、デジ
タイザなどの座標入力装置を用いれば、オペレータは、
旧図形パターンｆの図面をデジタイザを構成するタブレ
ットの上に広げ、必要なセルについての輪郭矩形の頂点
位置や端子位置を座標入力用のペンやマウスなどで指定
する作業を行えばよい。もちろん、定規やスケールなど
を用いて原始的な方法による実測を行ってもかまわない
。

【００１５】続いて、ネットリスト検証装置３０を用い
て、旧図形パターンｆをネットリストｂに変換する。前
述のように、ネットリスト検証装置３０は、本来はネッ
トリストの検証を行うための装置であるが、図形パター
ンをネットリストに変換する機能をもったネットリスト
変換部３１を備えているため、旧図形パターンｆに基づ
いてネットリストｂを作成する作業を行わせることが可
能である。ただし、ここでは、旧図形パターンｆ全体に
ついてのネットリストではなく、スタンダードセル内部
を含まない上位階層のネットリストを作成させるように
する。たとえば、図３に示す図形パターンについては、
図５に示すような上位階層のネットリストが作成される
。このネットリストは、複数行にわたって記述されたテ
キストデータである。第１行目は、このネットリストが
、「ＴＯＰ」なる名称の半導体集積回路のマスクレイア
ウトであることを示しており、第２行目は、この回路が
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３なる３つの外部端子を備えていること
を示している。更に、第３行目および第４行目は、３つ
の外部端子のうち、Ｐ１，Ｐ２が入力端子であり、Ｐ３
が出力端子であることを示している。続く、第５〜７行
目には、インスタンス名Ｃ３，Ｃ６が与えられた２つの
「セルＬ」と、インスタンス名Ｃ２，Ｃ５が与えられた
２つの「セルＭ」と、インスタンス名Ｃ１，Ｃ４が与え
られた２つの「セルＮ」と、が定義されている。第８行
目は、以後に各ノードに関する情報が続くことを示して
おり、第９行目以降に、ノード情報が記述されている。 たとえば、第９行目は、ノードＮ１には、外部端子Ｐ１
とセルＣ５の端子１とが接続されていることを定義して
いる。そして、第１９行目および第２０行目は、このネ
ットリストの終りを示す。このように、図５のネットリ
ストは、各スタンダードセル内部の接続関係を含まない
上位階層のネットリストとなっている。

【００１６】こうして得られたネットリストｂは、自動
配置配線装置２０に与えられる。ただし、自動配置配線
装置２０が受け付けることができるネットリストのフォ
ーマットと、ネットリスト検証装置３０が作成するネッ
トリストのフォーマットとは一般に異なるので、フォー
マット逆変換部５０によって、このネットリストｂのフ
ォーマットを自動配置配線装置２０が受け付けることが
できるフォーマットに変換する。このフォーマット逆変
換部５０の行う変換処理は、フォーマット変換部３２の
行う変換処理の逆変換である。こうして、自動配置配線
装置２０には、フォーマットを変換したネットリストｂ
と、旧図形パターンｆから抽出したスタンダードセル情
報ｃと、新たに設定したデザインルールｄと、が与えら
れ、新図形パターンｇが作成される。

【００１７】以上のように、本発明の方法によれば、手
作業で作成されて旧図形パターンｆに、新しいデザイン
ルールｄを適用し、新図形パターンｇを得ることが可能
になる。しかも、この方法は、既存の自動配置配線装置
２０およびネットリスト検証装置３０を利用して実施可
能であり、新たに用意すべき構成要素は、スタンダード
セル情報抽出装置４０とフォーマット逆変換部５０だけ
である。

【００１８】

【発明の効果】以上のとおり本発明による半導体集積回
路のマスクレイアウト方法によれば、既存のネットリス
ト検証装置を利用して図形パターンをネットリストに変
換し、既存の自動配置配線装置を用いて、新たなデザイ
ンルールに基づくマスクレイアウト設計を行うようにし
たため、過去に手作業で設計したマスクレイアウトに基
づいて、効率的に新たなマスクレイアウトを作成するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマスクレイアウト方法を実施するための
システム構成を示すブロック図である。

【図２】本発明のマスクレイアウト方法を実施するため
のシステム構成を示すブロック図である。

【図３】図形パターンの一例を示す概念図である。

【図４】スタンダードセル情報を構成するデータの一例
を示す図である。

【図５】ネットリストを構成するデータの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０…ネットリスト作成装置 ２０…自動配置配線装置 ３０…ネットリスト検証装置 ３１…ネットリスト変換部 ３２…フォーマット変換部 ３３…ネットリスト比較部 ４０…スタンダードセル情報抽出装置 ５０…フォーマット逆変換部 ａ…回路図 ｂ…ネットリスト ｃ…スタンダードセル情報 ｄ…デザインルール ｅ…図形パターン ｆ…旧図形パターン ｇ…新図形パターン Ｃ１〜Ｃ６…スタンダードセルのインスタンス名Ｎ１〜
Ｎ１０…配線路のノード名 Ｐ１〜Ｐ３…外部端子名 Ｘ１〜Ｘ４…セル間接続端子名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ネットリスト、スタンダードセル情報
   、デザインルール、という３つの情報を与えることによ
   り、半導体集積回路のマスクレイアウトに関する図形パ
   ターンを発生する自動配置配線装置と、発生した前記図
   形パターンをネットリストに変換し、この変換されたネ
   ットリストと前記自動配置配線装置に与えたネットリス
   トとを比較して、前記図形パターンが正しいものである
   ことを検証するネットリスト検証装置と、を利用した半
   導体集積回路のマスクレイアウト方法であって、マスク
   レイアウトに関する旧図形パターンからスタンダードセ
   ル情報を抽出する第１の段階と、前記旧図形パターンを
   前記ネットリスト検証装置に与え、この旧図形パターン
   を、スタンダードセルの内部を含まない上位階層のネッ
   トリストに変換する第２の段階と、前記上位階層のネッ
   トリストを、前記自動配置配線装置に与えるのに適した
   フォーマットに変換する第３の段階と、第１の段階にお
   いて抽出されたスタンダードセル情報と、第３の段階に
   おいて変換されたネットリストと、新たなデザインルー
   ルと、を前記自動配置配線装置に与えることにより、新
   図形パターンを発生させる第４の段階と、を有し、旧図
   形パターンに新たなデザインルールを適用して、新図形
   パターンを得るようにしたことを特徴とする半導体集積
   回路のマスクレイアウト方法。