JPH06332982A - レイアウト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、既存のレイアウトパターン
データを利用して、レイアウトルール変更に応じた新た
なレイアウトパターンを形成する場合において、コンタ
クト数の変更を可能とする。 【構成】 コンタクト抽出領域のサイズを、レイアウト
ルールに違反しない範囲で、且つ、指定された数のコン
タクトを配置可能な大きさに調整し、そこへ上記指定さ
れた数のコンタクトを再配置することにより、あるい
は、コンタクト抽出領域のサイズを、レイアウトルール
に違反しない範囲で拡大し、そこへ可能な限り多くのコ
ンタクトを再配置することにより、コンタクト数の変更
を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ（大規模集積回
路）のレイアウト技術、さらにはコンタクト数の変更技
術に関し、例えばＣＡＤ（コンピュータ・エイディッド
・デザイン）やＤＡ（デザイン・オートメーション）を
用いたＬＳＩ自動配置配線に適用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの自動レイアウト、すなわち自動
配置配線等においては、予めレイアウト設計されたセル
を使用して、半導体基板へのセルの配置並びにセルの端
子間の配線などが行われる。上記セルのレイアウトは、
予め設計された回路図を基に、人手或いは自動プログラ
ムを介して生成される。例えばセルレイアウト自動生成
プログラムは、回路図情報と、ＬＳＩの加工プロセス上
のレイアウトルール、さらにはトランジスタの幅や長さ
（Ｗ／Ｌ）といった指定情報を基にしてセルの実体パタ
ーンを発生する。このような実体パターンとして定義さ
れるセルを利用してＬＳＩを自動レイアウトするには、
実体パターンから認識可能なセルの形状、端子位置、及
び配線禁止領域等の情報が必要になる。

【０００３】尚、ＬＳＩの自動レイアウトについて記載
された文献の例としては、「２２ｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（１９８
５）ＰＰ１２４−１３０（アイ・イー・イー・デザイン
・オートメーション・コンファレンス２２回（１９８
５）第１２４頁から第１３０頁」、及び「情報処理学会
第３６回（１９８８年前期）全国大会第２０２５頁から
２０２６頁」がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】新しいレイアウトルー
ルに対応したレイアウトパターンを作成する場合、最初
から作成するのではなく、作成時間の短縮を図るため、
既に完成されたレイアウトパターンを利用し、部分的に
変更することによって、新しいプロセスに対応させるこ
とが多い。レイアウトパターン作成において、パターン
のサイズ、形状等が変更される場合があり、そのような
編集処理においては、コンタクトを一つのシンボルとし
て扱っているため、当該シンボル間の距離を変更するこ
とはできるが、その大きさや数を変更することができ
ず、常に一定とされている。

【０００５】しかしながら、既存のレイアウトパターン
から新しいレイアウトパターンを生成する場合、ＬＳＩ
のセルの電気的特性や信頼性の低下を阻止するため、必
要に応じてコンタクト数を調整する必要がある。また、
コンタクトの大きさや数を変更できない状況下では、必
要数以上のコンタクトをパターン上に置かなくてはなら
ないケースを生じ、かかる場合には、コンタクトを包含
するパターンのサイズが必然的に大きくなってしまい、
ＬＳＩのレイアウト面積の削減を阻害する。

【０００６】本発明の目的は、既存のレイアウトパター
ンデータを利用して、レイアウトルール変更に応じた新
たなレイアウトパターンを形成する場合において、コン
タクト数の変更を可能とすることによりセルの電気的特
性や信頼性を保証するための技術を提供することにあ
る。本発明の別の目的は、コンタクト数最適化によるＬ
ＳＩのレイアウト面積の削減を可能とするための技術を
提供することにある。

【０００７】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【０００９】すなわち、既存のレイアウトパターンデー
タからレイアウトルール変更に応じたレイアウトパター
ンを形成する場合において、既存のレイアウトパターン
データから、それに含まれるコンタクトを抽出し、この
コンタクト抽出領域のサイズを、レイアウトルールに違
反しない範囲で、且つ、指定された数のコンタクトを配
置可能な大きさに調整し、この調整された領域に、上記
指定された数のコンタクトを再配置する。また、既存の
レイアウトパターンデータから、それに含まれるコンタ
クトを抽出し、このコンタクト抽出領域のサイズをレイ
アウトルールに違反しない範囲で拡大し、この拡大され
た領域に可能な限り多くのコンタクトを再配置する。こ
のとき、処理の容易化を図るには、処理対象とされるコ
ンタクトの指定に基づいて補助図形を形成し、この補助
図形内に存在するコンタクトを削除し、指定されたコン
タクト数に応じて上記補助図形のサイズを調整し、コン
タクト再配置後に上記補助図形を削除すると良い。

【００１０】

【作用】上記した手段によれば、上記コンタクト抽出領
域のサイズを、レイアウトルールに違反しない範囲で、
且つ、指定された数のコンタクトを配置可能な大きさに
調整し、そこへ上記指定された数のコンタクトを再配置
することは、そして、コンタクト抽出領域のサイズを、
レイアウトルールに違反しない範囲で拡大し、そこへ可
能な限り多くのコンタクトを再配置することは、コンタ
クト数の変更を可能とし、セルの電気的特性や信頼性の
向上を達成する。また、それと同時に、コンタクト数最
適化によるＬＳＩのレイアウト面積の削減を達成する。

【００１１】

【実施例】図５には、ＣＡＤ（コンピュータ・エイディ
ッド・デザイン）システムを利用してセルレイアウトラ
イブラリを自動生成するための処理の流れと必要な情報
の一例が示されている。

【００１２】セルレイアウトライブラリの自動生成プロ
グラムは、特に制限されないが、次に示す〜の情報
を主情報としてセルレイアウトライブラリの自動生成を
行う。

【００１３】すなわち、セルデータベース２０から与
えられるセルの実体パターン情報、セルレイアウトラ
イブラリの上記各種定義項目を計算するために図形演算
ライブラリ２１から与えられる図形演算手順、図形演
算手順に従って一旦生成された配線禁止領域を簡素化す
るために縮約ルールライブラリ２２から与えられる縮約
処理手順、レイアウトで用いる配線格子などを定義す
るための指定情報２３である。

【００１４】上記セルの実体パターン情報は、予め設計
された回路図を基に、人手或いはセルパターン自動生成
プログラムを介して作成される。自動の場合には、回路
図の情報が対話型のグラフィック入力装置で入力され
る。そうすると、セルパターン自動生成プログラムは、
回路図情報とは別途与えられた半導体集積回路の加工プ
ロセス上のレイアウトルール、その他の指定情報（トラ
ンジスタのＷ／Ｌの値等）を基に、セルの実体パターン
を自動発生する。生成された実体パターン情報は計算機
上のファイルの形態でセルデータベース２０として蓄え
られる。

【００１５】図形演算手順や縮約処理手順は、セルシリ
ーズやレイアウトルールによって異なることが予想され
るため、これらの情報は、セルレイアウトライブラリの
自動生成プログラムの外からライブラリ２１、２２とし
て与えられるようになっている。セルレイアウトライブ
ラリ２４は、特に制限されないが、主情報を利用しなが
ら次の〜の処理を経て形成される。

【００１６】すなわち、セル図形データの入力処理
（Ｓ１）、図形演算による各定義項目の生成処理（Ｓ
２）、縮約によるデータ量の調整処理（Ｓ３）、フ
ォーマット変更及びファイル出力処理（Ｓ４）である。

【００１７】上記セル図形データの入力処理Ｓ１は、セ
ルの実体パターン情報、並びに配線格子の定義や処理時
間のパラメータといった指定情報をファイルより入力す
る処理である。上記図形演算による各定義項目の生成処
理Ｓ２は、セルの実体パターン情報などを利用して既述
の所要図形演算を行うことにより、セルレイアウトライ
ブラリに定義すべき各種項目を生成する処理である。図
形演算の手順はプロセス上のレイアウトルール、歩留向
上のための定義方法、チップ全体の配線性などを考慮し
て図形演算ライブラリに記述されている。このため、ど
のセルに対しても瞬時に同じ基準で配置配線ライブラリ
が作成でき、かつ製造プロセスの変更等が起きても、図
形演算ライブラリに書かれた演算手順を変更することに
より容易に最適な作り直しが可能となる。上記縮約によ
るデータ量の調整処理Ｓ３は、前の処理Ｓ２で生成され
た配線禁止領域のデータを調べ、配線禁止領域ではない
が回りを配線禁止領域に囲まれているために、実際には
使用できない部分を抜き出して、その部分も配線禁止と
定義することにより、定義する矩形の数を減らし全体の
定義を簡略化する処理である。この処理によりデータ量
も削減される。

【００１８】上記フォーマット変更及びファイル出力処
理Ｓ４は、それまでにセルレイアウトライブラリ自動生
成プログラムを実行して得られたデータをセルレイアウ
トライブラリの形式に変換して出力する処理である。こ
のとき、配線禁止領域を示すデータは、矩形の和に分割
されて出力される。

【００１９】図６にはセルレイアウトライブラリ２４を
利用して行なわれるレイアウトの全体的な処理の流れが
示されている。同図に示されるように、セルレイアウト
ライブラリ２４の情報は、ブロック自動配置、ブロック
内配置配線、ブロック間配線の夫々の処理で使用され、
全体的なレイアウトが最終的に決定されると、マスクデ
ータに変換され、マスク描画データとして保管される。

【００２０】尚、図６にはセルレイアウトライブラリを
専ら人手によって生成する処理の流れも参考として示さ
れている。この場合には、設計者はセルの実体パターン
を見ながら数値の拾い出しなどを行ってセルレイアウト
ライブラリ仕様書を作成し、その後これを見ながらコー
ディングし、それを更にチェックし、必要に応じて修正
してはじめてセルレイアウトライブラリ２４が完成す
る。

【００２１】図６に示される手順に従ってＬＳＩのレイ
アウトを行っていくとき、セルの配置場所に応じて同一
論理のセル４０を縦長に配置したり横長に配置したりす
る必要性が生じた場合に、また、信号の伝播遅延の不揃
いや設計値との相違を補正したりするためにセルのパタ
ーンを配置場所に応じて変更して用いなければならない
場合に、それらの要求を満足するセルが予め用意されて
いないなら、レイアウト途上でセル自動設計プログラム
を起動すると共に、所定の性能パターンを指定すること
により、必要なセルの実体パターンを作成する。このよ
うに、レイアウト途上においてパターンや論理の追加変
更された新たなセルが必要になるとき、言い換えるな
ら、レイアウト途上においてパターンや性能の異なるセ
ルを使い分ける必要があるとき、そのレイアウトライブ
ラリは、上記手順を介することにより容易に得られる。

【００２２】次に、既存のレイアウトパターンデータを
利用して、レイアウトルール変更に応じた新たなレイア
ウトパターンを形成する場合について説明する。

【００２３】図１には本発明の一実施例にかかるレイア
ウトパターン変更処理の流れが示される。

【００２４】図２（ａ）には既に完成されたオリジナル
レイアウトパターンの一部が示され、このレイアウトパ
ターンから、新しいプロセスに対応したレイアウトパタ
ーンを作成するものとする。ＬＳＩのレイアウトデータ
は多層構造化されており、特に制限されないが、互いに
異なるＡ層３０，Ｂ層３１，Ｃ層３２を有する。図２
（ａ）においては、Ａ層３０とＢ層３１とを接続するた
めのコンタクト４１と、Ａ層３０とＣ層３２とを接続す
るためのコンタクト４０とが示される。本実施例ではＡ
層３０とＣ層３２とを接続するためのコンタクトの数は
変更せず、Ａ層３０とＢ層３１とを接続するためのコン
タクトの数を一つから二つに変更するものとする。

【００２５】例えば、オリジナルレイアウトパターンデ
ータをシステムに取込み（Ｓ１０）、それをモニタ上に
表示させ、マウス等の適宜の入力装置を操作することに
よって、処理対象となるコンタクトを指定する（Ｓ１
１）。そのようなコンタクト指定により、オリジナルレ
イアウトパターンデータから、当該コンタクト４１が抽
出され、図２（ｂ）に示されるように、指定されたコン
タクトを包囲するような矩形状の補助図形６１，６２が
生成され、それがモニタ画面のパターンに重畳表示され
る。この補助図形６１，６２は、コンタクト抽出領域を
示しており、データ処理の容易化のために補助的に発生
されるもので、それは不要になった時点で消去される。

【００２６】上記ステップ１２の処理で補助図形６１，
６２が生成され、それによって、コンタクト指定に誤り
の無いことが確認された時点で、補助図形６１，６２に
対応する領域内のコンタクト（オリジナルレイアウトデ
ータに含まれるもの）が削除され（Ｓ１３）、モニタ画
面は、図３（ｂ）に示されるようになる。そして、新た
なプロセスに応じて、上記補助図形６１，６２によって
特定された領域に配置すべきコンタクト数が指定され
る。このコンタクト数の指定は、キーボードなどの適宜
の入力装置を介して行うことができる。また、新たなプ
ロセスに応じてＡ層３０，Ｂ層３１，Ｃ層３２のサイズ
変更が行われる（Ｓ１５）が、その前に、若しくはそれ
と同時に、上記補助図形６１，６２によって特定された
領域のサイズが、先に指定された数のコンタクトを配置
可能な大きさに調整される（Ｓ１４）。本実施例では補
助図形６１によって特定される領域４０にはコンタクト
が一つ、補助図形６２によって特定される領域４１には
コンタクトが二つ配置可能なように、当該領域のサイズ
が調整される。このサイズ調整においては、先ず、補助
図形の現在のサイズに基づいて、縦方向及び横方向のい
ずれにサイズを拡大するのが適切かが判断される。この
判断は、予めライブラリ化された新設計ルールに従って
行われる。新設計ルールには、特に制限されないが、コ
ンタクトの幅、コンタクト間の距離、拡散層とコンタク
トとの間の距離、等についての設定情報が含まれる。

【００２７】上記のようにコンタクト抽出領域としての
補助図形のサイズ調整が完了されると、図４（ａ），
（ｂ）に示されるように、調整された補助図形６１，６
２に対応する領域へコンタクト５０，５１，５２が再配
置され（Ｓ１６）、そしてこのようにコンタクト５０，
５１，５２が再配置された後においては、補助図形６
１、６２が不要となるため、当該補助図形が削除される
（Ｓ１７）。コンタクトの再配置数は、補助図形６１に
よって特定される領域４０には一つ、補助図形６２によ
って特定される領域４１には二つであり、それは、先に
指定された必要コンタクト数に等しい。

【００２８】上記実施例によれば以下の作用効果が得ら
れる。

【００２９】（１）プロセスが微細化されるとレイアウ
トパターン上のコンタクトの数がセルの電気的特性や信
頼性に与える影響が大きくなるが、上記実施例のよう
に、コンタクト抽出領域としての補助図形６１，６２の
サイズを、レイアウトルールに違反しない範囲で、且
つ、指定された数のコンタクトを配置可能な大きさに調
整し、そこへ上記指定された数のコンタクトを再配置す
ることにより、既存のレイアウトパターンデータを利用
してレイアウトルール変更に応じたレイアウトパターン
を形成する場合において、コンタクト数の変更が可能と
されるので、セルの電気的特性や信頼性の向上が達成さ
れる。

【００３０】（２）また、上記のように、既存のレイア
ウトパターンデータからレイアウトルール変更に応じた
レイアウトパターンを形成する場合において、コンタク
ト数の最適化が可能であるから、必要数以上のコンタク
トを形成しておく必要がなく、それによってＬＳＩのレ
イアウト面積の削減が可能とされる。

【００３１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。

【００３２】例えば、上記実施例では、補助図形６２で
特定される領域のコンタクト数を変更する場合について
説明したが、当該一つの領域に限定されるものではな
く、複数領域におけるコンタクト数の変更が可能とされ
る。また、上記実施例ではレイアウトパターンサイズを
変更する場合について説明したが、このレイアウトパタ
ーンサイズは変更せずに、コンタクト数のみ変更するこ
とも考えられ、かかる場合にも、上記コンタクト数の変
更方法は有効である。

【００３３】さらに、上記実施例では予め必要とされる
コンタクト数が指定され、指定された数のコンタクトを
配置可能なように補助図形のサイズを拡大するようにし
たが、それとは別に、新たなレイアウトルールに違反し
ない範囲で、補助図形を可能な限り拡大し、そのように
拡大された補助図形によって特定される領域に、可能な
限り多くのコンタクトを再配置するようにしてもよい。
すなわち、図１において、ステップＳ１４に代えて、コ
ンタクト抽出領域のサイズをレイアウトルールに違反し
ない範囲で拡大するステップを設け、さらにステップＳ
１６のコンタクト再配置において、上記コンタクト抽出
領域としての補助図形内に可能な限り多くのコンタクト
を再配置する。このとき、再配置されるコンタクトの大
きさを可能な限り小さく調整することは有効である。そ
のようにしても、レイアウト変更の際にコンタクト数の
変更が可能とされるので、セルの電気的特性や信頼性が
保証されるなど、上記実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００３４】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＣＡＤ
を用いたカスタムＬＳＩのセル自動成形システムに適用
した場合について説明したが、本発明はそれに限定され
るものではなく、例えばＤＡ（デザイン・オートメーシ
ョン）を用いたＬＳＩ自動配置配線などにも適用するこ
とができる。

【００３５】本発明は、少なくとも、既存のレイアウト
パターンデータからレイアウトルール変更に応じたレイ
アウトパターンを形成することを条件に適用することが
できる。

【００３６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００３７】すなわち、コンタクト抽出領域のサイズ
を、レイアウトルールに違反しない範囲で、且つ、指定
された数のコンタクトを配置可能な大きさに調整し、そ
こへ上記指定された数のコンタクトを再配置することに
より、あるいは、コンタクト抽出領域のサイズを、レイ
アウトルールに違反しない範囲で拡大し、そこへ可能な
限り多くのコンタクトを再配置することにより、既存の
レイアウトパターンデータからレイアウトルール変更に
応じたレイアウトパターンを形成する場合のコンタクト
数の変更が可能とされ、それにより、セルの電気的特性
や信頼性の向上が達成される。また、それと同時に、コ
ンタクト数最適化によるＬＳＩのレイアウト面積の削減
が可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例にかかるレイアウトパ
ターン変更処理の流れ図である。

【図２】図２（ａ），（ｂ）は既存レイアウトパターン
データから、それに含まれるコンタクトを抽出する処理
の説明図である。

【図３】図３（ａ），（ｂ）は補助図形のサイズ拡大処
理の説明図である。

【図４】図４（ａ），（ｂ）はコンタクト再配置処理の
説明図である。

【図５】図５はＣＡＤシステムを利用してセルレイアウ
トライブラリを自動生成するための処理の流れ図であ
る。

【図６】図６はセルレイアウトライブラリを利用して行
なわれるレイアウトの全体的な処理の流れ図である。

【符号の説明】

２０ セルデータベース ２１ 図形演算ライブラリ ２２ 縮約ルールライブラリ ２３ 指定情報 ２４ セルレイアウトライブラリ ３０ Ａ層 ３１ Ｂ層 ３２ Ｃ層 ４０ コンタクト ４１ コンタクト ６１ 補助図形 ６２ 補助図形

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 邦夫 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 山羽 敬一 神奈川県秦野市堀山下１番地 日立コンピ ュータエンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存のレイアウトパターンデータを利用
   してレイアウトルール変更に応じたレイアウトパターン
   を形成するためのレイアウト方法において、既存のレイ
   アウトパターンデータから、それに含まれるコンタクト
   を抽出する第１ステップと、このコンタクト抽出領域の
   サイズを、レイアウトルールに違反しない範囲で、且
   つ、指定された数のコンタクトを配置可能な大きさに調
   整する第２ステップと、この調整された領域に、上記指
   定された数のコンタクトを再配置する第３ステップとを
   含むことを特徴とするレイアウト方法。
2. 【請求項２】 既存のレイアウトパターンデータを利用
   してレイアウトルール変更に応じたレイアウトパターン
   を形成するためのレイアウト方法において、既存のレイ
   アウトパターンデータから、それに含まれるコンタクト
   を抽出する第１ステップと、このコンタクト抽出領域の
   サイズをレイアウトルールに違反しない範囲で拡大する
   第２ステップと、この拡大された領域に可能な限り多く
   のコンタクトを再配置する第３ステップとを含むことを
   特徴とするレイアウト方法。
3. 【請求項３】 上記第１ステップは、処理対象とされる
   コンタクトの指定に基づいて、レイアウトパターンに重
   畳表示される補助図形を形成するステップと、この補助
   図形内に存在するコンタクトを削除するステップとを含
   む請求項１又は２記載のレイアウト方法。
4. 【請求項４】 上記コンタクト再配置後に上記補助図形
   を削除するステップを含む請求項３記載のレイアウト方
   法。