JP2005353949A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005353949A JP2005353949A JP2004175195A JP2004175195A JP2005353949A JP 2005353949 A JP2005353949 A JP 2005353949A JP 2004175195 A JP2004175195 A JP 2004175195A JP 2004175195 A JP2004175195 A JP 2004175195A JP 2005353949 A JP2005353949 A JP 2005353949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- circuit
- semiconductor integrated
- integrated circuit
- circuit block
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 abstract description 10
- 101150110971 CIN7 gene Proteins 0.000 abstract description 6
- 101150110298 INV1 gene Proteins 0.000 abstract description 6
- 101100397044 Xenopus laevis invs-a gene Proteins 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- 101100286980 Daucus carota INV2 gene Proteins 0.000 description 6
- 101100397045 Xenopus laevis invs-b gene Proteins 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路に関し、特に、プロセス・アンテナ効果によるMOSトランジスタへのダメージを抑止した半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit in which damage to a MOS transistor due to a process antenna effect is suppressed.
従来、半導体集積回路の微細加工を実現するプラズマプロセスにおいて、半導体素子の破壊や信頼性の低下を招くチャージアップ現象が問題となっている。チャージアップ現象の一種として、プロセス・アンテナ効果が知られている。 Conventionally, in a plasma process that realizes microfabrication of a semiconductor integrated circuit, a charge-up phenomenon that causes destruction of a semiconductor element and a decrease in reliability has been a problem. A process antenna effect is known as a kind of charge-up phenomenon.
このプロセス・アンテナ効果は、従来のAl配線プロセスの場合、メタル層上にレジストをパターニングし、このレジストをマスクにメタル層をプラズマエッチングすることでメタル配線の加工を行う際に、メタル層のエッチング面よりチャージされる電荷によりMOSトランジスタのゲート酸化膜がダメージを受け、MOSトランジスタの破壊や信頼性が劣化するというものである。 In the case of the conventional Al wiring process, this process antenna effect is obtained by patterning a resist on the metal layer, and etching the metal layer when processing the metal wiring by plasma etching the metal layer using the resist as a mask. The gate oxide film of the MOS transistor is damaged by the electric charge charged from the surface, and the destruction and reliability of the MOS transistor are deteriorated.
また、最近の微細化プロセスで使用されるCu配線のダマシンプロセスの場合、メタル層の上面へのキャップ層である酸化膜を形成するプラズマCVD時に、その酸化膜が形成されるメタル層上面よりチャージされる電荷によっても、同様にMOSトランジスタのゲート酸化膜がダメージを受ける。 In the case of a damascene process for Cu wiring used in recent miniaturization processes, during plasma CVD for forming an oxide film as a cap layer on the upper surface of the metal layer, charging is performed from the upper surface of the metal layer on which the oxide film is formed. Similarly, the gate oxide film of the MOS transistor is damaged by the generated charge.
このようなプロセス・アンテナ効果を防止する対策としては、プロセス技術上の対策の他に、パターンレイアウト設計上の対策がある。パターンレイアウト設計上の対策として、図3に示すように、メタル配線50に接続されている拡散層D、MOSトランジスタ51のゲートGの面積に応じてメタル配線50の長さLを一定値以下に規制するデザインルールを満たすように設計したり、メタル配線50にダイオード52を接続してメタル配線上のレジストにチャージされた電荷を半導体基板53へ逃がすなどの対策がある。
しかしながら、半導体集積回路プロセスの微細化に伴い、メタル配線形成工程に関して、メタル配線の端にダイオードを接続したり、メタル配線の配線長のデザインルールを1層レベルだけで捕らえていたのでは有効なプロセス・アンテナ効果対策ができないケースが多くなっている。特に、ハードIPと呼ばれる回路ブロックとその外部回路とを回路ブロックの入出力端子を介してメタル配線で接続する場合、回路ブロックとその外部回路のメタル配線構造がプロセス・アンテナ効果に対して互いに影響し合い、単純に有効な対策をとることが困難となり、自動パターンレイアウト設計上の配線処理が複雑になり、配線作業時間が非常に長くなるという問題があった。 However, with the miniaturization of the semiconductor integrated circuit process, it is effective to connect a diode to the end of the metal wiring or capture the design rule for the length of the metal wiring at only one layer level in the metal wiring forming process. There are many cases where process antenna effect countermeasures cannot be taken. In particular, when a circuit block called hard IP and its external circuit are connected by metal wiring through the input / output terminals of the circuit block, the metal wiring structure of the circuit block and its external circuit influences the process antenna effect. On the other hand, there is a problem that it is difficult to simply take effective measures, the wiring processing in the automatic pattern layout design becomes complicated, and the wiring work time becomes very long.
そこで、本発明の半導体集積回路は、出力回路と、出力端子と、前記出力回路と前記出力端子とを接続する内部配線とを備える回路ブロックと、前記出力端子と前記回路ブロックの外のMOSトランジスタとを接続する外部配線とを備える半導体集積回路において、前記内部配線は前記出力回路と接続する第1の配線と、前記出力端子と接続する第2の配線と、前記第1の配線と前記第2の配線とをビアを介して接続し、前記第1の配線と前記第2の配線より上層の配線である第3の配線とから構成され、前記第2の配線と固定電位間にダイオードを接続することを特徴とするものである。 Therefore, a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes an output circuit, an output terminal, a circuit block including an internal wiring connecting the output circuit and the output terminal, and a MOS transistor outside the output terminal and the circuit block. The internal wiring includes a first wiring connected to the output circuit, a second wiring connected to the output terminal, the first wiring, and the first wiring. 2 wirings are connected via vias, and the first wiring and a third wiring that is a wiring higher than the second wiring, and a diode is connected between the second wiring and a fixed potential. It is characterized by connecting.
また、本発明の半導体集積回路は、入力回路と、入力端子と、前記入力回路と前記入力端子とを接続する内部配線とを備える回路ブロックと、前記入力端子と前記回路ブロックの外のMOSトランジスタとを接続する外部配線とを備える半導体集積回路において、前記内部配線は前記入力回路と接続する第1の配線と、前記入力端子と接続する第2の配線と、前記第1の配線と前記第2の配線とをビアを介して接続し、前記第1の配線と前記第2の配線より上層の配線である第3の配線とから構成され、前記第1の配線と固定電位間にダイオードを接続することを特徴とするものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit comprising: an input circuit; an input terminal; a circuit block including an internal wiring connecting the input circuit and the input terminal; and an MOS transistor outside the input terminal and the circuit block. The internal wiring includes a first wiring connected to the input circuit, a second wiring connected to the input terminal, the first wiring, and the first wiring. 2 wirings are connected via vias, and the first wiring and a third wiring which is a wiring higher than the second wiring are formed, and a diode is connected between the first wiring and a fixed potential. It is characterized by connecting.
本発明によれば、回路ブロックとその外部のメタル配線構造のそれぞれのプロセス・アンテナ効果に対する影響が分離されるので、半導体集積回路の自動パターンレイアウト設計時において、プロセス・アンテナ効果防止のためのデザインルールの固定が容易にできるようになり、配線作業時間を短縮するとともに、半導体集積回路の製造時においてプロセス・アンテナ効果によるMOSトランジスタへのダメージ防止を実現することが可能になる。 According to the present invention, since the influence on the process antenna effect of the circuit block and the external metal wiring structure is separated, the design for preventing the process antenna effect at the time of designing the automatic pattern layout of the semiconductor integrated circuit. The rule can be easily fixed, the wiring work time can be shortened, and the damage to the MOS transistor due to the process antenna effect can be prevented at the time of manufacturing the semiconductor integrated circuit.
次に、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路について図1のレイアウト図を参照しながら説明する。この半導体集積回路は回路IP呼ばれる回路ブロック10、回路ブロックの出力端子Poutに外部メタル配線15を介してゲートに接続されたMOSトランジスタM3を備えている。回路ブロック10は、出力回路であるインバータINV1(Pチャネル型MOSトランジスタM1、Nチャネル型MOSトランジスタM2で構成されている)、インバータINV1の出力は内部メタル配線IM1を介して出力端子Poutに接続される。
Next, a semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the layout diagram of FIG. This semiconductor integrated circuit includes a
内部メタル配線IM1は、前記インバータINV1の出力端子Poutと接続する第1の配線11と、出力端子Poutと接続する第2の配線12と、第1の配線11と第2の配線12とをビアを介して接続し、第1の配線11と前記第2の配線12より上層の配線である第3の配線13とから構成される。ここで、第1の配線11の端は、上下方向に配置された3つのビアVIA1,VIA2,VIA3を介して第3の配線13の端に接続される。ビアとは不図示の層間絶縁膜に開口されたビアホールに埋め込まれた接続電極のことである。この実施形態では第3の配線13は、第4層メタル配線であるが、回路ブロック10の中で使用される最上層の配線であることが好ましい。
The internal metal wiring IM1 connects the
第3の配線13の他端は2つのビアVIA4,VIA5を介して、2層だけ下げた第2層メタル配線である第2の配線12の端に接続される。ここで、第3の配線13の他端は1つのビアVIA4だけを介して、即ち、1層だけ下げて第2の配線12に接続してもよい。そして、2つのビアVIA6,VIA7を介して前記第2の配線12の端と接地電位間に、ダイオードD1を接続する。
The other end of the
上記の半導体集積回路のレイアウト構成によれば、回路ブロック10とその外部のメタル配線構造のそれぞれのプロセス・アンテナ効果に対する影響が分離されるので、プロセス・アンテナ効果の防止対策をとる上で、回路ブロック10内とその外部とを別々にその防止対策をとることができるようになる。
According to the layout configuration of the semiconductor integrated circuit described above, the influence of the
即ち、半導体集積回路の製造時に、出力端子Poutに接続された外部メタル配線15が形成された段階では、その外部メタル配線15が回路ブロック10内の第2のメタル配線12を介してダイオードD1が接続されることでプロセス・アンテナ効果の防止対策がとられる。この製造段階では、上層配線は形成されていないので、外部メタル配線15はインバータINV1から分離されている。したがって、外部メタル配線15は、それに接続されたMOSトランジスタM3のゲート面積を考慮したデザインルールに基づきその配線長を決定すればよい。なお、第2の配線12及び第3の配線13については、チャージアップによる電荷蓄積を最小にするために最小デザインルールでパターン設計することが好ましい。
That is, when the
次に、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路について図2のレイアウト図を参照しながら説明する。この半導体集積回路は回路IP呼ばれる回路ブロック20、回路ブロックの入力端子Pinに外部メタル配線25を介してゲートに接続されたMOSトランジスタM6を備えている。回路ブロック20は、入力回路であるインバータINV2(Pチャネル型MOSトランジスタM4、Nチャネル型MOSトランジスタM5で構成されている)、インバータINV2の出力は内部メタル配線IMを介して出力端子Poutに接続される。
Next, a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the layout diagram of FIG. This semiconductor integrated circuit includes a
内部メタル配線IM2は、前記インバータINV2の入力端子Pinと接続する第1の配線21と、入力端子Pinと接続する第2の配線22と、第1の配線21と第2の配線22とをビアを介して接続し、第1の配線21と前記第2の配線22より上層の配線である第3の配線23とから構成される。ここで、第1の配線11の端は、上下方向に配置された3つのビアVIA11,VIA12,VIA13を介して第3の配線23の端に接続される。そして、ビアVIA14を介して前記第1の配線21の端と接地電位間に、ダイオードD2を接続する。
The internal metal wiring IM2 connects the
この実施形態では第3の配線23は、第4層メタル配線であるが、回路ブロック20の中で使用される最上層の配線であることが好ましい。第3の配線23の他端は2つのビアVIA15,VIA16を介して、2層だけ下げた第2層メタル配線である第2の配線22の端に接続される。ここで、第3の配線23の他端は1つのビアVIA15だけを介して、即ち、1層だけ下げて第2の配線22に接続してもよい。
In this embodiment, the
上記の半導体集積回路のレイアウト構成によれば、回路ブロック20とその外部のメタル配線構造のそれぞれのプロセス・アンテナ効果に対する影響が分離されるので、プロセス・アンテナ効果の防止対策をとる上で、回路ブロック20内とその外部とを別々にその防止対策をとることができるようになる。
According to the layout configuration of the semiconductor integrated circuit, the influence of the
即ち、半導体集積回路の製造時に、入力端子Poutに接続された外部メタル配線25が形成された段階では、上層配線は形成されていないので、外部メタル配線25はインバータINV2から分離されている。したがって、外部メタル配線25は、それに接続されたMOSトランジスタM5のゲート面積を考慮したデザインルールに基づきその配線長を決定すればよい。一方、回路ブロック20内のインバータINV2の入力端子に接続された第1の配線21の端にはダイオードD2が接続されているので、プロセス・アンテナ効果の防止対策がとられている。なお、第2の配線22及び第3の配線23については第1の実施形態と同様に、最小デザインルールでパターン設計することが好ましい。
That is, when the
IM1,IM2 内部配線 15,25 外部配線
INV1,INV2 インバータ D1,D2 ダイオード
IM1,
Claims (3)
前記内部配線は前記出力回路と接続する第1の配線と、前記出力端子と接続する第2の配線と、前記第1の配線と前記第2の配線とをビアを介して接続し、前記第1の配線と前記第2の配線より上層の配線である第3の配線とから構成され、前記第2の配線と固定電位間にダイオードを接続することを特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor comprising an output circuit, an output terminal, a circuit block comprising an internal wiring for connecting the output circuit and the output terminal, and an external wiring for connecting the output terminal and a MOS transistor outside the circuit block In integrated circuits,
The internal wiring connects the first wiring connected to the output circuit, the second wiring connected to the output terminal, the first wiring and the second wiring through vias, and the first wiring 1. A semiconductor integrated circuit comprising a first wiring and a third wiring that is a higher layer wiring than the second wiring, wherein a diode is connected between the second wiring and a fixed potential.
前記内部配線は前記入力回路と接続する第1の配線と、前記入力端子と接続する第2の配線と、前記第1の配線と前記第2の配線とをビアを介して接続し、前記第1の配線と前記第2の配線より上層の配線である第3の配線とから構成され、前記第1の配線と固定電位間にダイオードを接続することを特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor comprising an input circuit, an input terminal, a circuit block comprising an internal wiring connecting the input circuit and the input terminal, and an external wiring connecting the input terminal and a MOS transistor outside the circuit block In integrated circuits,
The internal wiring connects the first wiring connected to the input circuit, the second wiring connected to the input terminal, the first wiring and the second wiring through vias, and the first wiring 1. A semiconductor integrated circuit comprising: a first wiring and a third wiring that is a higher layer wiring than the second wiring, wherein a diode is connected between the first wiring and a fixed potential.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004175195A JP2005353949A (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004175195A JP2005353949A (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005353949A true JP2005353949A (en) | 2005-12-22 |
Family
ID=35588136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004175195A Pending JP2005353949A (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005353949A (en) |
-
2004
- 2004-06-14 JP JP2004175195A patent/JP2005353949A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9035393B2 (en) | Method and apparatus for forming an integrated circuit with a metalized resistor in a standard cell configuration | |
US7564104B2 (en) | Low ohmic layout technique for MOS transistors | |
TWI485808B (en) | Semiconductor devices and methods of manufacture thereof | |
US9323881B2 (en) | Method and layout of an integrated circuit | |
US12283554B2 (en) | Integrated circuit layout, integrated circuit, and method for fabricating the same | |
JP4164056B2 (en) | Semiconductor device design method and semiconductor device | |
JP3917683B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP6025190B2 (en) | SRAM | |
US8841774B2 (en) | Semiconductor device including a first wiring having a bending portion a via | |
US7281231B2 (en) | Integrated circuit structure and a design method thereof | |
US7553703B2 (en) | Methods of forming an interconnect structure | |
CN101615606B (en) | Integrated circuit chip bonding pad, manufacturing method thereof, and integrated circuit including the bonding pad | |
JP2005353949A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JPH1174523A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
KR100745911B1 (en) | Semiconductor device | |
JP2000183043A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
KR100443349B1 (en) | Apparatus for semiconductor and designing mehtod thereof | |
JP2005085952A (en) | Semiconductor device and design method thereof | |
JP2008053458A (en) | Method for designing semiconductor device | |
US20090273091A1 (en) | Semiconductor device and metal line fabrication method of the same | |
CN1581485A (en) | Integrated circuit structure and design method | |
JP2005079377A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
KR20020002664A (en) | Semiconductor input/output circuit improved cdm characteristics and method of fabricating that | |
KR20090072011A (en) | Manufacturing Method of Semiconductor Device |