JPH06224302A - 配線遅延を考慮した配線マスク製造装置 - Google Patents

配線遅延を考慮した配線マスク製造装置

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JPH06224302A
JPH06224302A JP3270293A JP3270293A JPH06224302A JP H06224302 A JPH06224302 A JP H06224302A JP 3270293 A JP3270293 A JP 3270293A JP 3270293 A JP3270293 A JP 3270293A JP H06224302 A JPH06224302 A JP H06224302A
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JP
Japan
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wiring
line width
space
minimum
line
Prior art date
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Pending
Application number
JP3270293A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Agari
英樹 上里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各配線部ごとに最適な線幅とスペースをマス
クレイアウト上で実現する。 【構成】 マスクレイアウト手段2では情報入力手段1
から入力された図形に従ってマスクレイアウトを作成
し、最適ライン・スペース計算手段3でマスクレイアウ
トパターンから配線部のデータを検出し、各配線部にお
ける抵抗値と容量値とからRC遅延が最小になる最適ラ
イン・スペースを求める。レイアウト・データ変更手段
4では各配線部のライン・スペースがそれぞれの計算さ
れた最適ライン・スペースになるようにマスクレイアウ
トを変更する。

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装置の写
真製版工程で用いるマスクのパターンを製造する装置に
関し、特に配線層の配線レイアウトパターンを製造する
配線マスク製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置(以下、LSIとい
う)の製造プロセスで、配線や拡散層などのパターンの
レイアウトを作成するものとしてレイアウト・エディタ
が用いられている。これはコンピュータ上のソフトウエ
アとして実現されている。レイアウト・エディタでは、
マウスやキーボードなどの外部入力装置から各層の図形
を入力することによってLSIのマスクパターンを作成
する。各層ごとに配線ライン幅とスペースをいくらにす
るかというようなデザインルールという図形の制限があ
る。これは主に製造技術上パターン化できる最小の線幅
などの制約により定められている。作成されたマスクレ
イアウトがこのデザインルールに従っているか否かのチ
ェックもコンピュータにより自動的に行なわれている。
【0003】配線層のマスクレイアウトが作成されたと
き、その抵抗値Rと容量Cの積RCによる遅延がLSI
の動作速度を決める上で重要である。RとCの積はRC
遅延と呼ばれ、配線ピッチが定まるとRCが最小になる
配線幅を決定することができる。RCと配線幅の関係
は、例えば雑誌「solid state technology/日本版/Ja
nuary 1992」の図1に例示されている。
【0004】あるLSIがあるデザインルールで設計さ
れたとすれば、そのLSIの配線の幅とスペースはその
デザインルールに従った均一なものとして設計される。
配線のレイアウトパターンに対してはその配線容量と抵
抗値とからRC遅延を計算することは従来からも行なわ
れている。そのような計算方法として、例えば特開平1
−130280号公報や特開平2−239373号公報
などに記載されている。
【0005】LSI全体の性能目標が与えられたら多層
メタル配線の設計ルールは次のような観点から定められ
る。(a)配線メタルのピッチはセルサイズや集積密度
に合うように選ばれる。(b)配線メタルの線幅及び長
さ、配線層間の絶縁膜の厚さは遅延配線モデルに基づい
た計算結果を参考にLSIの性能を保証するように決定
する。(c)どんなプロセスを選択するかは製造のし易
さを主眼点において決める。(d)配線の寸法や層間絶
縁膜の厚さ、ビヤホールの寸法などは用いる材料やプロ
セスの整合性や信頼性などから決める。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】配線の線幅やスペース
幅を決定する際に、RC遅延が考慮され、容量はフリン
ジ容量及び近接する配線とのカップリング容量も考慮
し、単一線路としては最悪の状況下で計算される。しか
し、実際の回路においては配線部によって条件が異なる
ので、LSI全体として一定に定められた線幅やスペー
スは、一部では最適になることもあるが、他の部分では
最適にはならない。そこで、本発明は実祭の回路におい
て各配線部ごとに最適な線幅とスペースをマスクレイア
ウト上で実現することにより、同じチップサイズでも配
線遅延の小さい回路を実現することを目的とするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の配線マスク製造
装置は、図1に示されるように、情報入力手段1から入
力された図形に従ってマスクレイアウトを作成するマス
クレイアウト手段2と、作成されたマスクレイアウトパ
ターンから配線部のデータを検出し、各配線部における
抵抗値と容量値とからRC遅延が最小になる最適ライン
・スペースを求める最適ライン・スペース計算手段3
と、各配線部のライン・スペースがそれぞれの計算され
た最適ライン・スペースになるようにマスクレイアウト
を変更するレイアウト・データ変更手段4とを備えてい
る。5は変更されたマスクレイアウトを出力する情報出
力手段、6はデータベースなどを記憶しているデータ記
憶手段である。
【0008】好ましい態様では、最適ライン・スペース
計算手段3は、与えられた配線ピッチに対し、製造可能
な最小ライン幅Lmin、最小スペースに対応する最大ラ
イン幅Lmax及びその中間のライン幅の3点で抵抗値と
容量値の積RCを計算し、最小ライン幅又は最大ライン
幅のときにRCが最小であればその最小ライン幅又は最
大ライン幅を採用し、中間のライン幅のRCが最小であ
れば、最小ライン幅Lminと最大ライン幅Lmaxの間の複
数のライン幅についてRCを計算し、RCが最小値とな
るライン幅を採用するようにライン幅を決定する。さら
に好ましい態様では、配線層の段差形状とその容量のシ
ミュレーション結果をデータベースとして備えており、
最適ライン・スペース計算手段3はそのデータベースか
ら対応する段差形状を検索してその容量値を読み出し、
RCを計算する。
【0009】
【作用】本発明の動作を図1と図2を参照して説明す
る。マスクレイアウト手段2は通常のレイアウト作業で
用いられているレイアウト・エディタや、レイアウトパ
ターンを自動的に発生する装置などを含んだものであ
る。レイアウトパターンが作成されると、最適ライン・
スペース計算手段3では、まずそのレイアウトパターン
から配線部のデータが検索されて配線パターンが二次元
パターンとして得られる。その検索された配線部のデー
タを元にして複数に分割された各配線部ごとに抵抗値R
と容量値Cが計算され、RC遅延が計算される。このと
き、配線の抵抗率や層間絶縁膜の比誘電率、層間絶縁膜
の膜厚などのプロセスパラメータはデータ記憶手段6に
データベースとして記憶されており、データ記憶手段6
から読み出して計算に用いられる。与えられたピッチに
対してRC遅延が最小になるような最適ライン幅とスペ
ースが求められる。レイアウトデータ変更手段4は計算
されたRC遅延最小のライン・スペースになるように、
レイアウトデータを変更し、情報出力手段5から出力す
る。
【0010】
【実施例】一例として図3に示されるように、1層目メ
タル配線14と3層目メタル配線18が紙面の面内方向
に延びるように互いに平行に形成されている。2層目の
メタル配線15,16,17がメタル配線14と18の
間に挾まれ、メタル配線14との間にはシリコン酸化膜
の層間絶縁膜19を介し、メタル配線18との間にはシ
リコン酸化膜の層間絶縁膜20を介してメタル配線1
4,18に直交する方向に形成されているものとする。
2層目メタル配線16に着目すると、その配線16の抵
抗Rは配線層の厚さ、幅及び抵抗率から計算により導き
出される。容量Cは2層目の配線どおしの容量(配線1
6と配線15の間及び配線16と配線17の間)と、層
間絶縁膜19を介して1層目の配線14との間に存在す
る容量と、層間絶縁膜20を介して3層目の配線18と
の間に存在する容量との和となる。配線と配線との間の
容量を計算するには、フリンジ容量を考慮することも重
要であるので、例えばデバイスシミュレータを利用して
容量を求めることができる。
【0011】最適なライン・スペースを導き出す方法に
ついて説明する。最適なライン・スペースは、図3のよ
うにピッチPが与えられたとき、ライン幅Lとスペース
Sを最適化してRC遅延を最小にすることであり、それ
により一層高速動作可能な配線を得るものである。製造
技術上パターン化できる最小のライン幅Lminと最小の
スペースSminが存在する。これらは製造技術の向上や
最新製造装置の導入により微細化される傾向にある。も
し、ピッチPがLminとSminとからなるピッチに設定さ
れたときは、ライン・スペースを変更することはできな
い。
【0012】もし、そうでない場合、即ちLとSがとも
に最小値である場合を除いて、まずマスクレイアウトか
ら図3のような配線部のデータを導き出す。マスクレイ
アウトのデータからはライン幅LとスペースSが得られ
る。製造方式によって配線の膜厚や配線層間の層間絶縁
膜の膜厚が定められているので、それらのデータにより
容易に配線の断面図を導き出すことができる。
【0013】次に、ある配線、例えば図3の配線16に
着目し、その配線抵抗Rとその配線に連なる配線容量C
を計算する。最小のRCを導出するには、Lminのとき
とSmin(このときはLはLmaxとなる)のRCを計算
し、さらにその中央値(Lmin+Lmax)/2のときのR
Cを計算する。この3点のRCを比較し、Lmin又はLm
axのときのRCが最小になればそのときのLmin又はLm
axをライン幅として採用する。もし(Lmin+Lmax)/
2のときのRCが最小になれば、LminとLmaxの間にR
Cの極小値をもつことになるので、LminとLmaxの間の
複数のライン幅についてRCを計算し、最小のRCを与
えるLをライン幅として採用する。
【0014】最適なライン・スペースを導き出す他の方
法は、配線の膜厚や層間絶縁膜の膜厚などの条件に応じ
て最適なライン幅をデータとしてもつデータベースを作
成しておき、そのデータベースから最適なライン・スペ
ースを読み出す方法である。ある配線部で最適なライン
幅とスペースが決まると、その配線部ではレイアウトデ
ータをその最適な値に自動的に変換する。他の配線部に
ついても同様に最適なライン幅とスペースを決定し、レ
イアウトデータをその最適値に変換していく。
【0015】図3のモデルは配線層が平坦なものである
が、実際の層間絶縁膜は平坦ではないために配線層に段
差ができる。この段差を考慮する場合は、配線層の段差
形状とその容量のシミュレーション結果をデータベース
として保持しておき、そのデータベースから対応する段
差形状を検索してその容量値を読み出し、RCを計算す
るようにすればよい。
【0016】
【発明の効果】本発明ではLSIの各配線部で配線のR
C遅延が最小になるようにレイアウトデータのライン・
スペースを変更するようにしたので、配線部ごとにライ
ン幅とスペースが最適化され、同じセルサイズのLSI
であれば一層高速な回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示すブロック図である。
【図2】動作の一例を示すフローチャート図である。
【図3】配線の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
2 マスクレイアウト手段 3 最適ライン・スペース計算手段 4 レイアウトデータ変更手段 6 データ記憶手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報入力手段から入力された図形に従っ
    てマスクレイアウトを作成するマスクレイアウト手段
    と、作成されたマスクレイアウトパターンから配線部の
    データを検出し、各配線部における抵抗値と容量値とか
    らRC遅延が最小になる最適ライン・スペースを求める
    最適ライン・スペース計算手段と、 各配線部のライン・スペースがそれぞれの計算された最
    適ライン・スペースになるように、前記マスクレイアウ
    トを変更するレイアウト・データ変更手段とを備えた配
    線マスク製造装置。
  2. 【請求項2】 前記ライン・スペース計算手段は、与え
    られた配線ピッチに対し、製造可能な最小ライン幅Lmi
    n、最小スペースに対応する最大ライン幅Lmax及びその
    中間のライン幅の3点で抵抗値と容量値の積RCを計算
    し、 最小ライン幅又は最大ライン幅のときにRCが最小であ
    ればその最小ライン幅又は最大ライン幅を採用し、中間
    のライン幅のRCが最小であれば、最小ライン幅Lmin
    と最大ライン幅Lmaxの間の複数のライン幅についてR
    Cを計算し、RCが最小値となるライン幅を採用する請
    求項1に記載の配線マスク製造装置。
  3. 【請求項3】 配線層の段差形状とその容量のシミュレ
    ーション結果をデータベースとして有し、前記ライン・
    スペース計算手段は前記データベースから対応する段差
    形状を検索してその容量値を読み出し、RCを計算する
    請求項1又は2に記載の配線マスク製造装置。
JP3270293A 1993-01-27 1993-01-27 配線遅延を考慮した配線マスク製造装置 Pending JPH06224302A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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