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JP2001168195A - Multilayer wiring semiconductor integrated circuit - Google Patents

Multilayer wiring semiconductor integrated circuit

Info

Publication number
JP2001168195A
JP2001168195A JP34571599A JP34571599A JP2001168195A JP 2001168195 A JP2001168195 A JP 2001168195A JP 34571599 A JP34571599 A JP 34571599A JP 34571599 A JP34571599 A JP 34571599A JP 2001168195 A JP2001168195 A JP 2001168195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
layer
layers
orthogonal
integrated circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34571599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuya Yasui
卓也 安井
Masahiko Toyonaga
昌彦 豊永
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP34571599A priority Critical patent/JP2001168195A/en
Publication of JP2001168195A publication Critical patent/JP2001168195A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce crosstalk between different layer wiring and improve wiring efficiency. SOLUTION: First and second layer wiring are formed on orthogonal grids 11, 12. When θ=arctan(na/mb) is established using first and second layer wiring pitches (a, b) and even number n, m exceeding 2, third and fourth layer wiring are formed on inclined grids 13, 14, so that they can incline in the positive and negative θdirection against the first layer wiring, respectively. Third and fourth layer wiring pitches (c, d) are C=d=na×mb/ (na)2+(mb)2}1/2. All the intersections of the third and fourth wiring are located at the position where they overlap with the intersections of the orthogonal grids 11, 12. Fifth and sixth layer wiring are formed on coarse orthogonal grids 15, 16 that form a subset of the orthogonal grids 11, 12. Fifth and sixth layer wiring pitches (e, f) are e=na and f=mb, and all the intersections of the fifth and sixth wiring are located at the position where they overlap with the intersections of the inclined girds 13, 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おける多層配線構造に関するものである。
The present invention relates to a multilayer wiring structure in a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の飛躍的な高集積化を可
能にした要因として、計算機を利用した自動設計技術の
進歩と、多層配線プロセス技術の進歩があげられる。近
年のプロセス技術では銅配線をはじめとした低抵抗素材
が用いられ、配線膜厚が薄くなる傾向があるため、異層
配線間の静電容量に起因したクロストークが問題になっ
ている。
2. Description of the Related Art Advances in automatic design technology using a computer and advances in multilayer wiring process technology are factors that have enabled a dramatic increase in the degree of integration of semiconductor integrated circuits. In recent process technology, a low-resistance material such as a copper wiring is used, and the wiring thickness tends to be thin. Therefore, crosstalk caused by capacitance between different-layer wirings has become a problem.

【0003】特開平2−262354号、特開平9−1
48444号、特開平9−162279号の各公報に
は、従来の4層配線構造が開示されている。これによれ
ば、第1、第2層目の配線は互いに直交するように直交
グリッド上に形成され、第3層目の配線は第1又は第2
層目の配線に対して+45度に傾斜し、かつ第4層目の
配線は第1又は第2層目の配線に対して−45度に傾斜
するように傾斜グリッド上に形成される。しかも、配線
が重なる部分と重ならない部分との段差を小さくするた
めに、第3、第4層目の配線の交差点は、第1、第2層
目の配線の直交グリッドの交点からずれた位置にあるこ
ととされていた。
[0003] JP-A-2-262354, JP-A-9-1
Nos. 48444 and 9-162279 disclose a conventional four-layer wiring structure. According to this, the wirings of the first and second layers are formed on an orthogonal grid so as to be orthogonal to each other, and the wiring of the third layer is formed of the first or second wiring.
The wiring of the fourth layer is formed on the inclined grid so as to be inclined at +45 degrees with respect to the wiring of the first layer, and the wiring of the fourth layer is inclined at -45 degrees with respect to the wiring of the first or second layer. In addition, in order to reduce the level difference between the portion where the wiring overlaps and the portion where the wiring does not overlap, the intersection of the third and fourth layers of wiring is shifted from the intersection of the orthogonal grid of the first and second layers of wiring. It was supposed to be.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、微細プロセス
では一般に平坦化技術(CMP技術)により異層間スル
ーホール(コンタクト)位置の重なりを許すスタックヴ
ィアが使用可能となっているため、上記のような配線構
造をとる必要がない。また、上記のような配線構造で
は、隣接ホールが互いに他のホールの使用を妨げること
となる結果、配線効率が低下する。
However, in a fine process, a stack via that allows overlapping of through holes (contacts) between different layers can be generally used by a flattening technique (CMP technique). There is no need to take a wiring structure. Further, in the wiring structure as described above, the adjacent holes hinder the use of other holes, and as a result, the wiring efficiency is reduced.

【0005】本発明の目的は、微細化に伴う異層配線間
のクロストークを低減し、かつ配線効率を向上させる配
線構造をもつ半導体集積回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit having a wiring structure that reduces crosstalk between different-layer wirings due to miniaturization and improves wiring efficiency.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、直交グリッドと傾斜グリッドとを交互
に採用した多層配線構造を採用し、かつ上層配線の全て
の交差点は下層配線グリッドの交点と重なる位置にある
こととした。
In order to achieve the above object, the present invention employs a multi-layer wiring structure in which orthogonal grids and inclined grids are alternately employed, and all the intersections of the upper wiring are formed by the lower wiring grid. It was decided to be in the position which overlaps with the intersection.

【0007】具体的に説明すると、請求項1の発明は、
少なくとも6層の配線構造を有する多層配線半導体集積
回路において、第1、第2層目の配線は互いに直交する
ように直交グリッド上に形成され、第1、第2層目の単
位配線ピッチをそれぞれa及びbとし、n,mをそれぞ
れ2以上の偶数とし、かつarctan(na/mb)
に等しい角度をθとしたとき、第3層目の配線は第1又
は第2層目の配線に対して+θ方向に傾斜し、かつ第4
層目の配線は第1又は第2層目の配線に対して−θ方向
に傾斜するように傾斜グリッド上に形成され、第3、第
4層目の単位配線ピッチをそれぞれc及びdとしたと
き、c=d=na×mb/{(na)2+(mb)2
1/2であり、第3、第4層目の配線の全ての交差点は第
1、第2層目の配線の直交グリッドの交点と重なる位置
にあり、第5、第6層目の配線は第1、第2層目の配線
の直交グリッドの部分集合をなす粗い直交グリッド上に
形成され、第5、第6層目の単位配線ピッチをそれぞれ
e及びfとしたとき、e=naかつf=mbであり、か
つ、第5、第6層目の配線の全ての交差点は第3、第4
層目の配線の傾斜グリッドの交点と重なる位置にあるこ
ととしたものである。
More specifically, the invention of claim 1 is:
In a multilayer wiring semiconductor integrated circuit having a wiring structure of at least six layers, the first and second layers of wiring are formed on an orthogonal grid so as to be orthogonal to each other, and the unit wiring pitches of the first and second layers are respectively set to a and b, n and m are each an even number of 2 or more, and arctan (na / mb)
If the angle equal to θ is θ, the wiring of the third layer is inclined in the + θ direction with respect to the wiring of the first or second layer, and
The wiring of the layer is formed on the inclined grid so as to be inclined in the -θ direction with respect to the wiring of the first or second layer, and the unit wiring pitches of the third and fourth layers are set to c and d, respectively. Then, c = d = na × mb / {(na) 2 + (mb) 2 }
1/2 , all the intersections of the wirings of the third and fourth layers are located at positions overlapping the intersections of the orthogonal grids of the wirings of the first and second layers, and the wirings of the fifth and sixth layers are Assuming that the unit wiring pitches of the fifth and sixth layers are e and f, they are formed on a coarse orthogonal grid which is a subset of the orthogonal grids of the wirings of the first and second layers. = Mb, and all the intersections of the wirings of the fifth and sixth layers are the third and fourth wirings.
This is at a position overlapping the intersection of the inclined grid of the wiring of the layer.

【0008】請求項2の発明は、少なくとも4層の配線
構造を有する多層配線半導体集積回路において、第1、
第2層目の配線は互いに直交するように直交グリッド上
に形成され、第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞ
れa及びbとし、n,mをそれぞれ2以上の偶数(ただ
し、n,mのうちどちらかは4以上の偶数)とし、かつ
arctan(na/mb)に等しい角度をθとしたと
き、第3層目の配線は第1又は第2層目の配線に対して
+θ方向に傾斜し、かつ第4層目の配線は第1又は第2
層目の配線に対して−θ方向に傾斜するように傾斜グリ
ッド上に形成され、第3、第4層目の単位配線ピッチを
それぞれc及びdとしたとき、c=d=na×mb/
{(na)2+(mb)21/2であり、かつ、第3、第
4層目の配線の全ての交差点は第1、第2層目の配線の
直交グリッドの交点と重なる位置にあることとしたもの
である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a multilayer wiring semiconductor integrated circuit having a wiring structure of at least four layers.
The wiring of the second layer is formed on an orthogonal grid so as to be orthogonal to each other, unit pitches of the first and second layers are a and b, respectively, and n and m are each an even number (where n , M is an even number of 4 or more) and an angle equal to arctan (na / mb) is θ, the third layer wiring is + θ with respect to the first or second layer wiring. Direction and the fourth layer wiring is the first or second wiring.
It is formed on the inclined grid so as to be inclined in the -θ direction with respect to the wiring of the layer, and when the unit wiring pitches of the third and fourth layers are c and d, c = d = na × mb /
{(Na) 2 + (mb) 21/2 , and all intersections of the third and fourth layers of wiring overlap the intersections of the orthogonal grids of the first and second layers of wiring It is to be in.

【0009】請求項3の発明は、少なくとも4層の配線
構造を有する多層配線半導体集積回路において、互いに
隣接する第1、第2領域のいずれでも第1、第2層目の
配線は互いに直交するように共通の直交グリッド上に形
成され、第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa
及びbとし、n,mをそれぞれ2以上の偶数とし、かつ
arctan(na/mb)に等しい角度をθとしたと
き、第1領域では第3層目の配線は第1又は第2層目の
配線に対して+θ方向に傾斜し、かつ第4層目の配線は
第1又は第2層目の配線に対して−θ方向に傾斜するよ
うに傾斜グリッド上に形成され、第1領域における第
3、第4層目の単位配線ピッチをそれぞれc及びdとし
たとき、c=d=na×mb/{(na)2+(m
b)21/2であり、第2領域では第3、第4層目の配線
は第1、第2層目の配線の直交グリッドの部分集合をな
す粗い直交グリッド上に形成され、かつ、第1、第2領
域における第3、第4層目の配線の全ての交差点は第
1、第2層目の配線の直交グリッドの交点と重なる位置
にあることとしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in a multilayer wiring semiconductor integrated circuit having a wiring structure of at least four layers, the wirings of the first and second layers are orthogonal to each other in any of the first and second regions adjacent to each other. Are formed on a common orthogonal grid, and the unit wiring pitches of the first and second layers are respectively set to a
And b, n and m are each an even number of 2 or more, and an angle equal to arctan (na / mb) is θ, the third-layer wiring in the first region is the first or second-layer wiring. The wiring of the fourth layer is formed on the inclined grid so as to be inclined in the + θ direction with respect to the wiring, and the wiring of the fourth layer is inclined in the −θ direction with respect to the wiring of the first or second layer. When the unit wiring pitches of the third and fourth layers are c and d, c = d = na × mb / {(na) 2 + (m
b) 21/2 , and in the second region, the wirings of the third and fourth layers are formed on a coarse orthogonal grid which is a subset of the orthogonal grids of the wirings of the first and second layers, and , All the intersections of the third and fourth layers of wiring in the first and second regions are located at positions overlapping the intersections of the orthogonal grids of the first and second layers of wiring.

【0010】請求項4の発明は、請求項3の発明に係る
多層配線半導体集積回路において、第2領域における第
3、第4層目の単位配線ピッチをそれぞれna及びmb
としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the multilayer wiring semiconductor integrated circuit according to the third aspect of the present invention, the unit wiring pitches of the third and fourth layers in the second region are set to na and mb, respectively.
It is what it was.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態に係る多層配線半導体集積回路について説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A multilayer wiring semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】(第1の実施形態)図1(a)は本発明の
第1の実施形態に係る6層配線半導体集積回路の第1層
目から第4層目までの配線構造を、図1(b)は同半導
体集積回路の第3層目から第6層目までの配線構造をそ
れぞれ模式的に示したものである。図中の10はレイア
ウト領域を、11〜16は第1層配線から第6層配線ま
でのグリッドライン(優先配線方向)をそれぞれ表して
いる。
(First Embodiment) FIG. 1A shows a wiring structure of the first to fourth layers of a six-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention. (B) schematically shows the wiring structure from the third layer to the sixth layer of the same semiconductor integrated circuit. In the figure, reference numeral 10 denotes a layout area, and reference numerals 11 to 16 denote grid lines (priority wiring directions) from the first layer wiring to the sixth layer wiring.

【0013】本実施形態では、第1、第2層目の配線は
互いに直交するように直交グリッド11,12の上に形
成され、第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa
及びb(ただし、a=b)とし、n,mをそれぞれ2以
上の偶数とし、かつarctan(na/mb)に等し
い角度をθとしたとき、第3層目の配線は第1層目の配
線に対して+θ方向に傾斜し、かつ第4層目の配線は第
1層目の配線に対して−θ方向に傾斜するように傾斜グ
リッド13,14の上に形成され、第3、第4層目の単
位配線ピッチをそれぞれc及びdとしたとき、c=d=
na×mb/{(na)2+(mb)21/2であり、第
3、第4層目の配線の全ての交差点は第1、第2層目の
配線の直交グリッド11,12の交点と重なる位置にあ
り、第5、第6層目の配線は第1、第2層目の配線の直
交グリッド11,12の部分集合をなす粗い直交グリッ
ド15,16の上に形成され、第5、第6層目の単位配
線ピッチをそれぞれe及びfとしたとき、e=naかつ
f=mbであり、かつ、第5、第6層目の配線の全ての
交差点は第3、第4層目の配線の傾斜グリッド13,1
4の交点と重なる位置にあることとした。図示の具体例
ではa=bかつn=m=2であるので、θは45度であ
り、c=d=21/2×a=1.41×a、e=f=2a
である。
In this embodiment, the first and second layers of wiring are formed on orthogonal grids 11 and 12 so as to be orthogonal to each other, and the unit wiring pitch of the first and second layers is set to a.
And b (where a = b), n and m are each an even number of 2 or more, and an angle equal to arctan (na / mb) is θ, the wiring of the third layer is The third and fourth wirings are formed on the inclined grids 13 and 14 so as to be inclined in the + θ direction with respect to the wiring and the fourth wiring is inclined in the −θ direction with respect to the first wiring. When the unit wiring pitch of the fourth layer is c and d, c = d =
na × mb / {(na) 2 + (mb) 21/2 , and all the intersections of the third and fourth wiring layers are orthogonal grids 11 and 12 of the first and second wiring layers. And the wirings of the fifth and sixth layers are formed on coarse orthogonal grids 15 and 16 which form a subset of the orthogonal grids 11 and 12 of the wirings of the first and second layers. Assuming that the unit wiring pitches of the fifth and sixth layers are e and f, respectively, e = na and f = mb, and all the intersections of the wirings of the fifth and sixth layers are the third and the fourth. Inclined grids 13 and 1 for fourth layer wiring
4 is located at a position overlapping the intersection. In the illustrated example, since a = b and n = m = 2, θ is 45 degrees, c = d = 2 1/2 × a = 1.41 × a, and e = f = 2a.
It is.

【0014】本実施形態によれば、隣接配線層どおしで
並走する長距離配線がないので、微細化に伴う異層配線
間のクロストークを低減できる。また、各配線の交差点
でスタックヴィアを利用することにより異層間スルーホ
ールを無駄なく形成でき、配線効率が向上する。また、
上位の配線層ほど広ピッチ化、逆に下位の配線層ほど狭
ピッチ化されているので、製造プロセスの条件に適合す
るだけでなく、上位配線層における同層配線間のクロス
トーク低減にも有利である。更に、第3層配線のグリッ
ドライン13と第4層配線のグリッドライン14とが互
いに直交するので、第1〜第2層目及び第5〜第6層目
だけでなく、第3〜第4層目でも従来の迷路配線法に基
づく「グリッド」上での経路探索法で自動配線を実施す
ることができる。第3、第4層における斜め配線の採用
により、配線長を低減できる効果もある。
According to this embodiment, since there is no long-distance wiring running in parallel between adjacent wiring layers, crosstalk between different-layer wirings due to miniaturization can be reduced. Further, by using the stack via at the intersection of each wiring, through holes in different layers can be formed without waste, and wiring efficiency is improved. Also,
The higher wiring layer has a wider pitch and the lower wiring layer has a narrower pitch, which not only conforms to the conditions of the manufacturing process, but is also advantageous in reducing crosstalk between wiring in the same layer in the upper wiring layer. It is. Furthermore, since the grid lines 13 of the third layer wiring and the grid lines 14 of the fourth layer wiring are orthogonal to each other, not only the first and second layers and the fifth to sixth layers, but also the third to fourth layers. Even in the layer, automatic routing can be performed by a route search method on a “grid” based on the conventional maze routing method. Adopting the oblique wiring in the third and fourth layers also has the effect of reducing the wiring length.

【0015】なお、本実施形態における第5、第6層配
線のグリッドライン15,16をそれぞれ第1、第2層
配線のグリッドラインとみなして上記と同様の関係を有
する上位配線層を更に積み重ねることで、第1層単位配
線ピッチaの21/2倍、2倍、2×21/2倍、4倍といっ
た小刻みな配線ピッチで任意数の多層配線を実現するこ
とも可能である。
In this embodiment, grid lines 15 and 16 of the fifth and sixth layer wirings are regarded as grid lines of the first and second layer wirings, respectively, and upper wiring layers having the same relation as described above are further stacked. This makes it possible to realize an arbitrary number of multi-layer wirings at small wiring pitches such as 21/2 times, 2 times, 2 × 2 1/2 times, and 4 times the first layer unit wiring pitch a.

【0016】(第2の実施形態)図2(a)は本発明の
第2の実施形態に係る6層配線半導体集積回路の第1層
目から第4層目までの配線構造を、図2(b)は同半導
体集積回路の第3層目から第6層目までの配線構造をそ
れぞれ模式的に示したものである。図中の10はレイア
ウト領域を、11〜16は第1層配線から第6層配線ま
でのグリッドライン(優先配線方向)をそれぞれ表して
いる。
(Second Embodiment) FIG. 2A shows the wiring structure of the first to fourth layers of a six-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention. (B) schematically shows the wiring structure from the third layer to the sixth layer of the same semiconductor integrated circuit. In the figure, reference numeral 10 denotes a layout area, and reference numerals 11 to 16 denote grid lines (priority wiring directions) from the first layer wiring to the sixth layer wiring.

【0017】本実施形態では、第1、第2層目の配線は
互いに直交するように直交グリッド11,12の上に形
成され、第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa
及びb(ただし、a<b)とし、n,mをそれぞれ2以
上の偶数とし、かつarctan(na/mb)に等し
い角度をθとしたとき、第3層目の配線は第1層目の配
線に対して+θ方向に傾斜し、かつ第4層目の配線は第
1層目の配線に対して−θ方向に傾斜するように傾斜グ
リッド13,14の上に形成され、第3、第4層目の単
位配線ピッチをそれぞれc及びdとしたとき、c=d=
na×mb/{(na)2+(mb)21/2であり、第
3、第4層目の配線の全ての交差点は第1、第2層目の
配線の直交グリッド11,12の交点と重なる位置にあ
り、第5、第6層目の配線は第1、第2層目の配線の直
交グリッド11,12の部分集合をなす粗い直交グリッ
ド15,16の上に形成され、第5、第6層目の単位配
線ピッチをそれぞれe及びfとしたとき、e=naかつ
f=mbであり、かつ、第5、第6層目の配線の全ての
交差点は第3、第4層目の配線の傾斜グリッド13,1
4の交点と重なる位置にあることとした。図示の具体例
ではa<bかつn=m=2であるので、θは45度より
小さい正の角度であり、e=2a、f=2bである。
In this embodiment, the first and second layers of wiring are formed on orthogonal grids 11 and 12 so as to be orthogonal to each other, and the unit wiring pitch of the first and second layers is a
And b (where a <b), n and m are each an even number of 2 or more, and an angle equal to arctan (na / mb) is θ, the wiring of the third layer is the wiring of the first layer The third and fourth wirings are formed on the inclined grids 13 and 14 so as to be inclined in the + θ direction with respect to the wiring and the fourth wiring is inclined in the −θ direction with respect to the first wiring. When the unit wiring pitch of the fourth layer is c and d, c = d =
na × mb / {(na) 2 + (mb) 21/2 , and all the intersections of the third and fourth wiring layers are orthogonal grids 11 and 12 of the first and second wiring layers. And the wirings of the fifth and sixth layers are formed on coarse orthogonal grids 15 and 16 which form a subset of the orthogonal grids 11 and 12 of the wirings of the first and second layers. Assuming that the unit wiring pitches of the fifth and sixth layers are e and f, respectively, e = na and f = mb, and all the intersections of the wirings of the fifth and sixth layers are the third and the fourth. Inclined grid 13, 1 for fourth layer wiring
4 is located at a position overlapping the intersection. In the illustrated example, since a <b and n = m = 2, θ is a positive angle smaller than 45 degrees, and e = 2a and f = 2b.

【0018】本実施形態によれば、隣接配線層どおしで
並走する長距離配線がないので、微細化に伴う異層配線
間のクロストークを低減できる。また、各配線の交差点
でスタックヴィアを利用することにより異層間スルーホ
ールを無駄なく形成でき、配線効率が向上する。また、
上位の配線層ほど広ピッチ化、逆に下位の配線層ほど狭
ピッチ化されているので、製造プロセスの条件に適合す
るだけでなく、上位配線層における同層配線間のクロス
トーク低減にも有利である。
According to the present embodiment, since there is no long-distance wiring running in parallel between adjacent wiring layers, crosstalk between different-layer wirings due to miniaturization can be reduced. Further, by using the stack via at the intersection of each wiring, through holes in different layers can be formed without waste, and wiring efficiency is improved. Also,
The higher wiring layer has a wider pitch and the lower wiring layer has a narrower pitch, which not only conforms to the conditions of the manufacturing process, but is also advantageous in reducing crosstalk between wiring in the same layer in the upper wiring layer. It is.

【0019】なお、本実施形態における第5、第6層配
線のグリッドライン15,16をそれぞれ第1、第2層
配線のグリッドラインとみなして上記と同様の関係を有
する上位配線層を更に積み重ねることで、任意数の多層
配線を実現することも可能である。
The grid lines 15 and 16 of the fifth and sixth layer wirings in the present embodiment are regarded as grid lines of the first and second layer wirings, respectively, and upper wiring layers having the same relationship as described above are further stacked. Thus, an arbitrary number of multilayer wirings can be realized.

【0020】(第3の実施形態)図3は、本発明の第3
の実施形態に係る4層配線半導体集積回路の配線構造を
模式的に示したものである。図中の10はレイアウト領
域を、11〜14は第1層配線から第4層配線までのグ
リッドライン(優先配線方向)をそれぞれ表している。
(Third Embodiment) FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
4 schematically shows a wiring structure of a four-layer wiring semiconductor integrated circuit according to the embodiment. In the figure, reference numeral 10 denotes a layout area, and reference numerals 11 to 14 denote grid lines (priority wiring directions) from the first layer wiring to the fourth layer wiring.

【0021】本実施形態では、第1、第2層目の配線は
互いに直交するように直交グリッド11,12の上に形
成され、第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa
及びbとし、n,mをそれぞれ2以上の偶数(ただし、
n,mのうちどちらかは4以上の偶数)とし、かつar
ctan(na/mb)に等しい角度をθとしたとき、
第3層目の配線は第1層目の配線に対して+θ方向に傾
斜し、かつ第4層目の配線は第1層目の配線に対して−
θ方向に傾斜するように傾斜グリッド13,14の上に
形成され、第3、第4層目の単位配線ピッチをそれぞれ
c及びdとしたとき、c=d=na×mb/{(na)
2+(mb)21/2であり、かつ、第3、第4層目の配
線の全ての交差点は第1、第2層目の配線の直交グリッ
ド11,12の交点と重なる位置にあることとした。図
示の具体例ではa=b、n=2かつm=4であるので、
θは45度より小さい正の角度であり、c=d=4×5
1/ 2×a=1.78×aである。
In this embodiment, the first and second layers of wiring are formed on orthogonal grids 11 and 12 so as to be orthogonal to each other, and the unit wiring pitch of the first and second layers is set to a.
And b, and n and m are each an even number of 2 or more (however,
one of n and m is an even number of 4 or more) and ar
When an angle equal to ctan (na / mb) is θ,
The wiring of the third layer is inclined in the + θ direction with respect to the wiring of the first layer, and the wiring of the fourth layer is-with respect to the wiring of the first layer.
When formed on the inclined grids 13 and 14 so as to be inclined in the θ direction and the unit wiring pitches of the third and fourth layers are c and d, c = d = na × mb / {(na)
2 + (mb) 21/2 , and all the intersections of the wirings of the third and fourth layers are located at positions overlapping the intersections of the orthogonal grids 11 and 12 of the wirings of the first and second layers. I decided to be. In the specific example shown, a = b, n = 2 and m = 4,
θ is a positive angle smaller than 45 degrees, and c = d = 4 × 5
Is 1/2 × a = 1.78 × a.

【0022】本実施形態によれば、隣接配線層どおしで
並走する長距離配線がないので、微細化に伴う異層配線
間のクロストークを低減できる。また、各配線の交差点
でスタックヴィアを利用することにより異層間スルーホ
ールを無駄なく形成でき、配線効率が向上する。
According to this embodiment, since there is no long-distance wiring running in parallel between adjacent wiring layers, crosstalk between different-layer wirings due to miniaturization can be reduced. Further, by using the stack via at the intersection of each wiring, through holes in different layers can be formed without waste, and wiring efficiency is improved.

【0023】なお、a=bのもとでは、例えば、n=2
かつm=2(図1(a)参照)ならばc=d=21/2×
a=1.41×aであり、n=2かつm=4(図3参
照)ならばc=d=4×51/2×a=1.78×aであ
り、n=2かつm=6ならばc=d=6×101/2×a
=1.89×aである。つまり、第3、第4層の単位配
線ピッチc,dを、第1層単位配線ピッチaの1.41
倍から2倍まで小刻みに設定することができる。したが
って、同層配線間のクロストークをも小刻みに制御・抑
制できる。
Under the condition of a = b, for example, n = 2
If m = 2 (see FIG. 1A), c = d = 2 1/2 ×
If a = 1.41 × a and n = 2 and m = 4 (see FIG. 3), then c = d = 4 × 5 1/2 × a = 1.78 × a, n = 2 and m If = 6, c = d = 6 × 10 1/2 × a
= 1.89 × a. That is, the unit wiring pitches c and d of the third and fourth layers are set to 1.41 of the unit wiring pitch a of the first layer.
It can be set in small increments from double to double. Therefore, the crosstalk between the wirings in the same layer can also be controlled and suppressed in small increments.

【0024】(第4の実施形態)図4(a)は本発明の
第4の実施形態に係る4層配線半導体集積回路の全体構
成を示すブロック図であり、図4(b)は同半導体集積
回路中の一部の配線構造を拡大して示した模式図であ
る。図中の20は当該4層配線半導体集積回路を、21
は基本論理セルからなる機能ブロック(第1領域)を、
22はROM/RAMなどのハードブロックを、23は
IOセルを、24はブロック間の配線領域(第2領域)
を、10は互いに隣接する第1、第2領域21,24に
またがるレイアウト領域を、11〜14は第1層配線か
ら第4層配線までのグリッドライン(優先配線方向)を
それぞれ表している。
(Fourth Embodiment) FIG. 4A is a block diagram showing the overall configuration of a four-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is an enlarged schematic diagram illustrating a part of a wiring structure in the integrated circuit. In the figure, reference numeral 20 denotes the four-layer wiring semiconductor integrated circuit;
Represents a functional block (first area) composed of basic logic cells,
Reference numeral 22 denotes a hard block such as a ROM / RAM, 23 denotes an IO cell, and 24 denotes a wiring area between blocks (second area).
Numeral 10 denotes a layout area extending over the first and second areas 21 and 24 adjacent to each other, and 11 to 14 denote grid lines (priority wiring directions) from the first layer wiring to the fourth layer wiring.

【0025】本実施形態では、第1、第2領域21,2
4のいずれでも、第1、第2層目の配線は互いに直交す
るように共通の直交グリッド11,12の上に形成され
る。第1領域21における本実施形態の第3、第4層目
の配線は、図1(a)に示された第3、第4層目の配線
と同じく、傾斜グリッド13,14の上に形成される。
一方、第2領域24における本実施形態の第3、第4層
目の配線は、図1(b)に示された第5、第6層目の配
線と同じく、粗い直交グリッド13,14の上に形成さ
れる。
In this embodiment, the first and second regions 21 and 21 are used.
In any of 4, the first and second layer wirings are formed on the common orthogonal grids 11 and 12 so as to be orthogonal to each other. The third and fourth layer wirings of the present embodiment in the first region 21 are formed on the inclined grids 13 and 14, similarly to the third and fourth layer wirings shown in FIG. Is done.
On the other hand, the wirings of the third and fourth layers of the present embodiment in the second region 24 are the same as those of the fifth and sixth layers shown in FIG. Formed on top.

【0026】本実施形態によれば、傾斜グリッドを選択
的に採用することで、領域ごとの機能・特性に見合った
多層配線構造を実現できる。
According to the present embodiment, a multilayer wiring structure suitable for the function and characteristics of each region can be realized by selectively adopting the inclined grid.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明してきたとおり、本発明によれ
ば、直交グリッドと傾斜グリッドとを交互に採用した多
層配線構造を採用し、かつ上層配線の全ての交差点は下
層配線グリッドの交点と重なる位置にあることとしたの
で、微細化に伴う異層配線間のクロストークを低減でき
るだけでなく、スタックヴィアの使用により配線効率を
向上させることができる。
As described above, according to the present invention, a multilayer wiring structure in which orthogonal grids and inclined grids are alternately employed is adopted, and all the intersections of the upper wiring overlap the intersections of the lower wiring grid. Since it is located at the position, not only crosstalk between different-layer wirings due to miniaturization can be reduced, but also wiring efficiency can be improved by using stacked vias.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の第1の実施形態に係る6層配
線半導体集積回路の第1層目から第4層目までの配線構
造を、(b)は同半導体集積回路の第3層目から第6層
目までの配線構造をそれぞれ示す模式図である。
FIG. 1A is a diagram illustrating a wiring structure from a first layer to a fourth layer of a six-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram which respectively shows the wiring structure of the 3rd layer-the 6th layer.

【図2】(a)は本発明の第2の実施形態に係る6層配
線半導体集積回路の第1層目から第4層目までの配線構
造を、(b)は同半導体集積回路の第3層目から第6層
目までの配線構造をそれぞれ示す模式図である。
FIG. 2A is a diagram illustrating a wiring structure from a first layer to a fourth layer of a six-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram which respectively shows the wiring structure of the 3rd layer-the 6th layer.

【図3】本発明の第3の実施形態に係る4層配線半導体
集積回路の配線構造を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a wiring structure of a four-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図4】(a)は本発明の第4の実施形態に係る4層配
線半導体集積回路の全体構成を示すブロック図であり、
(b)は同半導体集積回路中の一部の配線構造を拡大し
て示した模式図である。
FIG. 4A is a block diagram showing an overall configuration of a four-layer wiring semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 2B is a schematic diagram showing an enlarged part of a wiring structure in the semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レイアウト領域 11 第1層配線のグリッドライン 12 第2層配線のグリッドライン 13 第3層配線のグリッドライン 14 第4層配線のグリッドライン 15 第5層配線のグリッドライン 16 第6層配線のグリッドライン 20 半導体集積回路 21 機能ブロック(第1領域) 22 ハードブロック 23 IOセル 24 配線領域(第2領域) a 第1層目の単位配線ピッチ b 第2層目の単位配線ピッチ c 第3層目の単位配線ピッチ d 第4層目の単位配線ピッチ e 第5層目の単位配線ピッチ f 第6層目の単位配線ピッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Layout area 11 Grid line of 1st layer wiring 12 Grid line of 2nd layer wiring 13 Grid line of 3rd layer wiring 14 Grid line of 4th layer wiring 15 Grid line of 5th layer wiring 16 Grid of 6th layer wiring Line 20 Semiconductor integrated circuit 21 Function block (first area) 22 Hard block 23 IO cell 24 Wiring area (second area) a Unit wiring pitch of first layer b Unit wiring pitch of second layer c Third layer D Unit wiring pitch of the fourth layer e Unit wiring pitch of the fifth layer f Unit wiring pitch of the sixth layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも6層の配線構造を有する多層
配線半導体集積回路であって、 第1、第2層目の配線は、互いに直交するように直交グ
リッド上に形成され、 前記第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa及び
bとし、n,mをそれぞれ2以上の偶数とし、かつar
ctan(na/mb)に等しい角度をθとしたとき、
第3層目の配線は前記第1又は第2層目の配線に対して
+θ方向に傾斜し、かつ第4層目の配線は前記第1又は
第2層目の配線に対して−θ方向に傾斜するように傾斜
グリッド上に形成され、 前記第3、第4層目の単位配線ピッチをそれぞれc及び
dとしたとき、c=d=na×mb/{(na)2
(mb)21/2であり、 前記第3、第4層目の配線の全ての交差点は、前記第
1、第2層目の配線の直交グリッドの交点と重なる位置
にあり、 第5、第6層目の配線は、前記第1、第2層目の配線の
直交グリッドの部分集合をなす粗い直交グリッド上に形
成され、 前記第5、第6層目の単位配線ピッチをそれぞれe及び
fとしたとき、e=naかつf=mbであり、かつ、 前記第5、第6層目の配線の全ての交差点は、前記第
3、第4層目の配線の傾斜グリッドの交点と重なる位置
にあることを特徴とする多層配線半導体集積回路。
1. A multilayer wiring semiconductor integrated circuit having a wiring structure of at least six layers, wherein first and second wiring layers are formed on an orthogonal grid so as to be orthogonal to each other. The unit wiring pitch of the second layer is a and b respectively, n and m are each an even number of 2 or more, and ar
When an angle equal to ctan (na / mb) is θ,
The third layer wiring is inclined in the + θ direction with respect to the first or second layer wiring, and the fourth layer wiring is in the −θ direction with respect to the first or second layer wiring. When the unit wiring pitches of the third and fourth layers are c and d, respectively, c = d = na × mb / {(na) 2 +
(Mb) 21/2 , and all the intersections of the wirings of the third and fourth layers are located at positions overlapping with the intersections of the orthogonal grids of the wirings of the first and second layers. , The wiring of the sixth layer is formed on a coarse orthogonal grid that is a subset of the orthogonal grid of the wiring of the first and second layers, and the unit wiring pitch of the fifth and sixth layers is e, respectively. And f, e = na and f = mb, and all the intersections of the fifth and sixth layers of wiring are the intersections of the inclined grids of the third and fourth layers of wiring. A multilayer wiring semiconductor integrated circuit, which is located at an overlapping position.
【請求項2】 少なくとも4層の配線構造を有する多層
配線半導体集積回路であって、 第1、第2層目の配線は、互いに直交するように直交グ
リッド上に形成され、 前記第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa及び
bとし、n,mをそれぞれ2以上の偶数(ただし、n,
mのうちどちらかは4以上の偶数)とし、かつarct
an(na/mb)に等しい角度をθとしたとき、第3
層目の配線は前記第1又は第2層目の配線に対して+θ
方向に傾斜し、かつ第4層目の配線は前記第1又は第2
層目の配線に対して−θ方向に傾斜するように傾斜グリ
ッド上に形成され、 前記第3、第4層目の単位配線ピッチをそれぞれc及び
dとしたとき、c=d=na×mb/{(na)2
(mb)21/2であり、かつ、 前記第3、第4層目の配線の全ての交差点は、前記第
1、第2層目の配線の直交グリッドの交点と重なる位置
にあることを特徴とする多層配線半導体集積回路。
2. A multilayer wiring semiconductor integrated circuit having a wiring structure of at least four layers, wherein first and second wiring layers are formed on an orthogonal grid so as to be orthogonal to each other. The unit wiring pitch of the second layer is a and b, respectively, and n and m are each an even number (n,
m is at least 4 or an even number) and arct
When an angle equal to an (na / mb) is θ, the third
The wiring of the layer is + θ with respect to the wiring of the first or second layer.
Direction, and the fourth layer wiring is the first or second wiring.
When the unit wiring pitch of the third and fourth layers is c and d, respectively, c = d = na × mb. / {(Na) 2 +
(Mb) 21/2 , and all intersections of the third and fourth layers of wiring are located at positions overlapping with intersections of orthogonal grids of the first and second layers of wiring. A multilayer wiring semiconductor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 少なくとも4層の配線構造を有する多層
配線半導体集積回路であって、 互いに隣接する第1、第2領域のいずれでも、第1、第
2層目の配線は、互いに直交するように共通の直交グリ
ッド上に形成され、 前記第1、第2層目の単位配線ピッチをそれぞれa及び
bとし、n,mをそれぞれ2以上の偶数とし、かつar
ctan(na/mb)に等しい角度をθとしたとき、
前記第1領域では、第3層目の配線は前記第1又は第2
層目の配線に対して+θ方向に傾斜し、かつ第4層目の
配線は前記第1又は第2層目の配線に対して−θ方向に
傾斜するように傾斜グリッド上に形成され、 前記第1領域における前記第3、第4層目の単位配線ピ
ッチをそれぞれc及びdとしたとき、c=d=na×m
b/{(na)2+(mb)21/2であり、 前記第2領域では、第3、第4層目の配線は、前記第
1、第2層目の配線の直交グリッドの部分集合をなす粗
い直交グリッド上に形成され、かつ、 前記第1、第2領域における前記第3、第4層目の配線
の全ての交差点は、前記第1、第2層目の配線の直交グ
リッドの交点と重なる位置にあることを特徴とする多層
配線半導体集積回路。
3. A multilayer wiring semiconductor integrated circuit having a wiring structure of at least four layers, wherein the wirings of the first and second layers are orthogonal to each other in any of the first and second regions adjacent to each other. , The unit wiring pitches of the first and second layers are a and b, n and m are each an even number of 2 or more, and ar
When an angle equal to ctan (na / mb) is θ,
In the first region, the third-layer wiring is the first or second wiring.
The wiring of the fourth layer is formed on the inclined grid so as to be inclined in the + θ direction with respect to the wiring of the layer, and the wiring of the fourth layer is inclined in the −θ direction with respect to the wiring of the first or second layer. Assuming that the unit wiring pitches of the third and fourth layers in the first region are c and d, c = d = na × m
b / {(na) 2 + (mb) 21/2 In the second region, the third and fourth layers of wiring are orthogonal grids of the first and second layers of wiring. All intersections of the third and fourth layers of wiring in the first and second regions are formed on a coarse orthogonal grid that forms a subset, and are orthogonal to the first and second layers of wiring. A multilayer wiring semiconductor integrated circuit, which is located at a position overlapping an intersection of a grid.
【請求項4】 請求項3記載の多層配線半導体集積回路
において、 前記第2領域における前記第3、第4層目の単位配線ピ
ッチはそれぞれna及びmbであることを特徴とする多
層配線半導体集積回路。
4. The multilayer wiring semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein unit pitches of the third and fourth layers in the second region are na and mb, respectively. circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013077844A (en) * 2004-06-04 2013-04-25 Cadence Design Systems Inc Local preferred direction architecture, tools and apparatus

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