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JP2014010839A - 半導体集積回路とその設計方法及び製造方法 - Google Patents

半導体集積回路とその設計方法及び製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】導電ライン、特にゲートラインのオーバーヘッドにより発生する寄生キャパシタンスを最小化させる半導体集積回路とその設計方法及び製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のFinFET構造を有する半導体集積回路の設計方法は、設計する半導体集積回路のプリ・シミュレーションを行うステップと、プリ・シミュレーションに基づいて、第1及び第2素子領域と該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインとを含む半導体集積回路の構成要素のレイアウトをデザインするステップと、第1素子領域と第2素子領域との間に配置されて第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域により生成される第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって、第1切断領域を変更するステップと、を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体集積回路に係り、特に半導体集積回路の設計方法、並びにその設計方法による半導体集積回路及びその製造方法に関する。
半導体素子は、動作に必要な様々な回路をモジュール形態で提供し、このようなモジュールは、一つのシステムを構成する部分として独立した機能を有する単位となる。半導体素子を製造するためには、設計者がデザインルールによって、当該半導体チップの特性に合わせて回路パターンのレイアウトを設計する過程が先行する。最近、デザインルールの縮小によって、半導体集積回路のレイアウトにおいて、導電ライン、特にゲートラインの設計が非常に重要なファクタとして注目されている。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、導電ライン、特にゲートラインのオーバーヘッドにより発生する寄生キャパシタンスを最小化させる半導体集積回路の設計方法、並びにその設計方法による半導体集積回路及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、デザインルールを変更し、更なるOPC(Optical Proximity Correction)ルールを適用することなく、自動的にゲートのオーバーヘッドを最小化させる半導体集積回路の設計方法を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるFinFET構造を有する半導体集積回路の設計方法は、設計する半導体集積回路のプリ・シミュレーションを行うステップと、前記プリ・シミュレーションの結果に基づいて、第1及び第2素子領域と該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインとを含む前記半導体集積回路の構成要素のレイアウトをデザインするステップと、前記第1素子領域と第2素子領域との間に配置されて前記第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域により生成される前記第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって前記第1切断領域を変更するステップと、を有する。
前記オーバーヘッドは、前記第1導電ラインの寄生キャパシタンスを減らすように最小化される。
前記第1切断領域を変更するステップは、前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップと、前記第1切断領域の幅を拡張するステップと、前記第1切断領域を複写して第2切断領域を生成し、前記第1導電ラインに沿って前記第2切断領域を配置するステップと、のうちの少なくとも一つを含む。
前記第1切断領域を移動させるステップは、前記切断領域と前記第1及び第2素子領域のうちのいずれか一つの領域との間の所定の距離に基づいて、前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップを含む。
前記デザインルールは、前記第1及び第2素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、コンタクト領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、及び第3素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定する。
前記第1切断領域は、前記第1導電ラインを含んで互いに平行に延びる複数の導電ラインを切断し、前記半導体集積回路の設計方法は、前記第1切断領域を変更するステップの前に、前記第1切断領域を複数の切断領域に分け、複数の切断領域のそれぞれが前記複数の導電ラインのそれぞれの導電ラインを切断するステップを更に含む。
前記第1切断領域を変更するステップは、前記複数の切断領域により生成される前記複数の導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって前記複数の切断領域を変更するステップを含み、前記変更された切断領域は、前記それぞれの導電ラインに沿って異なる幅及び異なる位置のうちの少なくとも一つを有する。
前記第1切断領域を変更するステップは、前記デザインルールによって前記第1切断領域が前記第1素子領域から既定の距離となるように、前記第1導電ラインに沿って第1方向に前記第1切断領域を移動させるステップと、前記第1切断領域を前記第1方向に移動させた結果、前記第1切断領域とコンタクト領域との間の距離、又は前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域ではない素子領域との間の距離が前記デザインルールに違反する時に、前記第1切断領域を前記第1方向と逆の第2方向に移動させるステップと、を含む。
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるFinFET構造を有する半導体集積回路の設計方法は、デザインルールによって第1素子領域と第2素子領域との間の初期位置に該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域を前記第1導電ライン上に設定するステップと、前記第1切断領域により生成された前記第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するために、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第1切断領域の複写である第2切断領域を前記第1導電ライン上に配置するステップと、を有する。
前記第1切断領域を設定するステップの後に、前記デザインルールによって前記第1切断領域が前記第1素子領域から既定の距離となるように、前記第1切断領域を前記第1導電ラインに沿って第1方向に移動させるステップを更に含む。
前記第1導電領域を前記第1方向に移動させるステップの後に、前記第1切断領域を前記第1方向に移動させた結果、前記第1切断領域とコンタクト領域との間の距離、又は前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域ではない素子領域との間の距離が前記デザインルールに違反する時に、前記第1切断領域を前記第1方向と逆の第2方向に移動させるステップを更に含む。
前記第1切断領域は、前記第1導電ラインを含んで互いに平行に延びる複数の導電ラインを切断し、前記半導体集積回路の設計方法は、前記第1切断領域を前記第1方向に移動させるステップの前に、前記第1切断領域を複数の切断領域に分け、複数の切断領域のそれぞれが前記複数の導電ラインのそれぞれの導電ラインを切断するステップを更に含む。
前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して第2切断領域を配置するステップは、前記第1素子領域と第2素子領域との間の距離に基づいて、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置するか否かを決定するステップと、決定された結果に基づいて、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置するステップと、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置することが前記デザインルールを満足するか否かを検証するステップと、前記第1切断領域の幅を拡張して該拡張が前記デザインルールを満足しない場合、前記デザインルールを満足するように前記第1切断領域の幅を調節するステップと、前記第1切断領域を複写して第2切断領域を配置することが前記デザインルールを満足しない場合、前記デザインルールを満足するように前記第1及び第2切断領域のうちの少なくとも一つを移動させるステップと、を含む。
前記デザインルールは、前記第1及び第2素子領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離、コンタクト領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離、及び第3素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定する。
前記第1切断領域の幅を拡張するか否かを決定するステップは、前記第1切断領域の幅を拡張することが、前記第1素子領域と第2素子領域との間の全体距離Dtotが下記の式を満足する場合に実行されると決定するステップを含む。
Ds×2+W1<Dtot≦Ds×2+W1×3
ここで、Dsは前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域との間の既定の距離であり、W1は前記第1切断領域の幅である。
前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置するか否かを決定するステップは、前記第1素子領域と第2素子領域との間の全体距離Dtotが下記の式を満足するか否かを決定するステップを含む。
Dtot≧Ds×2+W1×3
ここで、Dsは前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域との間の既定の距離であり、W1は前記第1切断領域の幅である。
上記目的を解決するためになされた本発明の一態様によるFinFET構造を有する半導体集積回路の製造方法は、設計する半導体集積回路のプリ・シミュレーションを行うステップと、前記プリ・シミュレーションの結果に基づいて、第1及び第2素子領域と該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインとを含む前記半導体集積回路の構成要素のレイアウトをデザインするステップと、前記第1素子領域と第2素子領域との間に配置されて前記第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域により生成される前記第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって前記第1切断領域を変更するステップと、前記変更された第1切断領域を含むレイアウトに基づいて、ポスト・シミュレーションを行うステップと、前記レイアウトに基づいた前記半導体集積回路を製造するステップと、を有する。
前記半導体集積回路を製造するステップは、前記レイアウトを用意するステップと、光近接効果(Optical Proximity Effect)に起因するエラーが修正された修正レイアウトを生成するようにOPC(Optical Proximity Correction)を行うステップと、前記修正レイアウトによってマスクを生成するステップと、前記マスクを使用してウェーハ上に前記半導体集積回路を形成するステップと、を含む。
前記オーバーヘッドは、前記第1導電ラインの寄生キャパシタンスを減らすように最小化される。
前記第1切断領域を変更するステップは、前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップと、前記第1切断領域の幅を拡張するステップと、前記第1切断領域を複写して第2切断領域を生成し、前記第1導電ラインに沿って前記第2切断領域を配置するステップと、のうちの少なくとも一つを含む。
前記第1切断領域を変更するステップは、前記切断領域と前記第1及び第2素子領域のうちのいずれか一つの領域との間の所定の距離に基づいて、前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップを含む。
前記デザインルールは、前記第1及び第2素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、前記第1素子領域と第2素子領域との間に配置されたコンタクト領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、及び第3素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定する。
前記第1切断領域は、前記第1導電ラインを含んで互いに平行に延びる複数の導電ラインを切断し、前記半導体集積回路の製造方法は、前記第1切断領域を変更するステップの前に、前記第1切断領域を複数の切断領域に分け、複数の切断領域のそれぞれが前記複数の導電ラインのそれぞれの導電ラインを切断するステップを更に含む。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による半導体集積回路は、FinFET構造を有し、第1半導体素子が少なくとも第1アクティブ領域を含み、第2半導体素子が少なくとも第2アクティブ領域を含む第1ライン方向に配置される少なくとも第1及び第2半導体素子と、前記第1半導体素子の前記第1アクティブ領域、及び前記第2半導体素子の前記第2アクティブ領域を横切って前記第1ライン方向に延びる第1導電ラインと、前記第1半導体素子の前記第1アクティブ領域、及び前記第2半導体素子の前記第2アクティブ領域を横切って前記第1ライン方向に延びる第2導電ラインと、前記第1アクティブ領域と第2アクティブ領域との間に前記第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域と、前記第1アクティブ領域と第2アクティブ領域との間に前記第2導電ラインを電気的に切断する第2切断領域と、を備え、前記第1及び第2切断領域は、それぞれの前記第1及び第2導電ラインに沿って前記第1ライン方向に異なる幅及び異なる位置のうちの少なくとも一つを有し、デザインルールを満足して前記第1切断領域により生成される前記第1導電ラインのオーバーヘッド、及び前記第2切断領域により生成される前記第2導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように設定される。
前記オーバーヘッドは、前記第1導電ラインの寄生キャパシタンスを減らすように最小化される。
前記第1及び第2半導体素子のそれぞれは、NMOSトランジスタ又はPMOSトランジスタを形成する複数のアクティブ領域を備え、前記第1及び第2導電ラインは、ゲートラインである。
前記デザインルールは、前記第1及び第2アクティブ領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離、及び前記第1アクティブ領域と第2アクティブ領域との間に配置されたコンタクト領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定する。
上記目的を達成するために、本発明は、上記半導体集積回路の設計方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
本発明の半導体集積回路とその設計方法及び製造方法によれば、導電ライン、特にゲートラインを切断する切断領域を、配置プロセスを利用して自動的に配置することによってゲートラインのオーバーヘッドを最小化でき、これによって、寄生キャパシタンスの発生を最小化できる。
また、本発明の半導体集積回路の設計方法によれば、配置プロセスが、分割ツール、移動ツール、逆移動ツール、拡張ツール、及び複写ツールのうちの少なくとも一つを利用して切断領域を自動的に配置することによって、更なるデザインルールの定義や、更なるOPCルールの適用なしに、非常に容易にゲートラインのオーバーヘッドを最小化できる。
更に、本発明の半導体集積回路の設計方法によれば、ゲートラインのオーバーヘッドの減少によって寄生キャパシタンスを最小化でき、これによって、素子の性能、例えば動作速度や動的消費電力のような動作性能を非常に向上させることができる。
本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法を示すフローチャートである。 導電ラインを切断する切断領域と他の素子領域との位置関係を説明するための平面図である。 導電ラインを切断する切断領域と他の素子領域との位置関係を説明するための平面図である。 導電ラインを切断する切断領域と他の素子領域との位置関係を説明するための平面図である。 導電ラインを切断する切断領域と他の素子領域との位置関係を説明するための平面図である。 導電ラインを切断する切断領域と他の素子領域との位置関係を説明するための平面図である。 図1の半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150の様々な実施形態を更に具体的に示すフローチャートである。 図1の半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150の様々な実施形態を更に具体的に示すフローチャートである。 図1の半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150の様々な実施形態を更に具体的に示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスに含まれる拡張ツール及び複写ツールを選択的に適用する原理を示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスに含まれる拡張ツール及び複写ツールを選択的に適用する原理を示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法を、実際の半導体集積回路のレイアウトに適用したところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法を、実際の半導体集積回路のレイアウトに適用したところを示す平面図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計装置を示すブロック図である。 図8Aの配置プロセス実行部を更に具体的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路を示すレイアウト図である。 図9Aのレイアウトを有する半導体集積回路の一部を示す斜視図である。 図9AのレイアウトのI−I′部分、又は図9Bの半導体集積回路のI−I′部分を切断して示す断面図である。 本発明の他の実施形態による半導体集積回路を示すレイアウト図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路を備えるメモリカードを示す概略図である。 本発明の一実施形態による半導体集積回路を備えるコンピュータシステムを示す概略図である。
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供するものであり、下記の実施形態は、様々な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限定されるものではない。当該実施形態は、本開示をより充実且つ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供するものである。
以下の説明において、ある構成要素が他の構成要素に連結されると述べる時、これは、他の構成要素と直接に連結されてもよく、その間に第3の構成要素が介在してもよい。同様に、ある構成要素が他の構成要素の上部に存在すると述べる時、これは、他の構成要素の真上に存在してもよく、その間に第3の構成要素が介在してもよい。また、図面において、各構成要素の構造や大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張し、説明と関係ない部分は省略した。図面上で、同じ符号は同じ要素を指す。一方、使用する用語は、単に本発明を説明するための目的で使用するものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限するために使用するものではない。
図1は、本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法を示すフローチャートである。
図1を参照すると、本実施形態による半導体集積回路の設計方法は、先ず、設計する半導体集積回路についてプリ・シミュレーションを行う(ステップS110)。プリ・シミュレーションは、HLD(High Level Description)、RTL(Register Transfer Language)コーディング、合成、GLS(Gate Level Simulation)などを含む。ここで、HLDは、C言語のような高級言語でコンピュータプログラムを実行することを意味する。RTLコーディングは、HDL(Hardware Description Language)というハードウェア記述言語を使用して設計することを意味する。合成は、合成ツールを利用して、RTLコードをゲートレベルのネットリストに変える過程を意味する。一方、GLSは、合成が正しく行われたか否かに関する検証シミュレーションであって、一般的に静的タイミング分析(Static Timing Analysis:STA)を通じて行われ、テストベクトルが共に考慮される。
プリ・シミュレーションの実行後、レイアウトデザインを行う(ステップS130)。レイアウトデザインは、デザインルールに基づいて、セルを配置して配線を連結させる過程を意味し、P&R(Place and Routing)過程とも称する。ここで、デザインルールは、物理的な回路構造であり、設計の基準となる最小寸法を意味する。
レイアウトデザインの実行ステップS130は、DRC(Design Rule Check)の実行及びLVS(Layout Versus Schematic)の実行を含む。DRCは、レイアウトが完成した後、デザインルールによって、物理的な寸法間隔をもって正しくレイアウトが完成したか否かを確認する過程であり、LVSは、回路図とレイアウトとが正しく合うか否かを確認する過程である。また、レイアウトデザインの実行ステップS130は、素子や配線が電気的に正しく連結されたか否かを確認するERC(Electric Rule Check)の実行も含む。
レイアウトデザインの実行ステップS130の後又はこれと同時に、配置プロセスを利用して切断領域の配置を行う(ステップS150)。ここで、切断領域は、ゲートラインのような導電ラインを切断する領域を意味する。本実施形態による半導体集積回路の設計方法は、レイアウトデザイン時に配置プロセスを利用して切断領域を自動的に最適化して配置でき、これによって、ゲートラインのオーバーヘッドを最小化して寄生キャパシタンスの発生を最小化できる。配置プロセスを利用した切断領域の配置の更に具体的な内容は、図3A以降で後述する。
配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150を行って半導体集積回路のレイアウトが最終的に完成すると、ポスト・シミュレーションを行う(ステップS170)。ポスト・シミュレーションは、レイアウトが完成した後、寄生キャパシタンスのような寄生成分を抽出してシミュレーションすることによって、レイアウトの機能的な完成度を確認する過程である。このポスト・シミュレーションの実行ステップ迄が、一般的に半導体集積回路の設計ステップと呼ばれる。設計ステップの後に、工程ステップを経て半導体集積回路が製造される。工程ステップの内容は、図7の半導体集積回路の製造工程を示すフローチャートで、更に詳細に後述する。
本実施形態による半導体集積回路の設計方法は、レイアウトデザイン時に配置プロセスを利用して切断領域を自動的に最適化して配置する。これによって、別途の更なるデザインルールの定義や更なるOPCルールの適用なしに、非常に正確且つ容易に切断領域を配置できる。切断領域の最適化された配置に起因してゲートラインのオーバーヘッドを最小化でき、従って、ゲートラインのオーバーヘッドに起因する寄生キャパシタンスの発生を最小化できる。
図2A〜図2Eは、導電ラインを切断する切断領域と他の素子との位置関係を説明するための平面図である。
図2Aを参照すると、所定の半導体集積回路において、二つのアクティブ領域(110L,110R)に亘って導電ライン、例えばゲートライン130が形成され、回路の機能上、ゲートライン130は、切断領域CTを通じて左側ゲートライン130Lと右側ゲートライン130Rとに切断される。切断領域CTは、二つのアクティブ領域(110L,110R)の間で、デザインルールを満足するように配置される。従って、切断領域CTと左側アクティブ領域110Lとの間の距離である第1距離D1、切断領域CTと右側アクティブ領域110Rとの間の距離である第2距離D2、及び切断領域CTの幅である第1幅W1がデザインルールを満足すると、第1距離D1及び第2距離D2に関係なく切断領域CTが配置される。このように、デザインルールだけを満足して切断領域CTを配置する場合、アクティブ領域(110L,110R)から過度に突出したゲートライン130の一部分、即ち左側ゲートライン130Lのオーバーヘッド部分OH1と、右側ゲートライン130Rのオーバーヘッド部分OH2は、寄生キャパシタンスの発生の主原因となる。
例えば、図2Aにおいて、第2距離D2が第1距離D1より更に長く、これによって、右側アクティブ領域110Rから突出した右側ゲートライン130Rのオーバーヘッド部分OH2は、左側アクティブ領域110Lから突出した左側ゲートライン130Lのオーバーヘッド部分OH1より更に大きい寄生キャパシタンスとして作用する。
図2Bを参照すると、所定の半導体集積回路において、二つのアクティブ領域(110L,110R)に亘ってゲートライン130が形成され、回路の機能上、ゲートライン130は、切断領域CTによって二つに切断される。また、ゲートラインの信号の入出力のために、いずれか一方、例えば左側ゲートライン130Lの右側端部に、コンタクト領域150が形成される。
このように、コンタクト領域150が形成される場合、切断領域CTは、コンタクト領域150と右側アクティブ領域110Rとの間で、デザインルールを満足しつつ配置される。しかし、コンタクト領域150からの距離である第3距離D3と、右側アクティブ領域110Rからの距離である第2距離D2は、デザインルールによって許容される最小寸法より長く、これによって、依然として不要な寄生キャパシタンスを発生させる。
図2Cを参照すると、所定の半導体集積回路において、二つのアクティブ領域(110L,110R)に亘ってゲートライン130が形成され、回路の機能上、ゲートライン130は、切断領域CTによって二つに切断される。また、ゲートラインの信号の入出力のために、両方、即ち左側ゲートライン130Lの右側端部と、右側ゲートライン130Rの左側端部に、コンタクト領域(150L,150R)が形成される。
このように、コンタクト領域(150L,150R)がゲートライン(130L,130R)のそれぞれに形成される場合、切断領域CTは、左側コンタクト領域150Lと右側コンタクト領域150Rとの間で、デザインルールを満足しつつ配置される。しかし、左側コンタクト領域150Lからの距離である第3距離D3と、右側コンタクト領域150Rからの距離である第4距離D4は、デザインルールによって許容される最小寸法より長く、これによって、依然として不要な寄生キャパシタンスを発生させる。一方、図2Cに示したように、左側コンタクト領域150Lと右側コンタクト領域150Rは、相異なる幅を有するように形成され得る。即ち、左側コンタクト領域150Lは第2幅W2を有し、右側コンタクト領域150Rは第3幅W3を有する。勿論、左側コンタクト領域150Lと右側コンタクト領域150Rは、同一な幅を有して形成されてもよい。
図2Dを参照すると、所定の半導体集積回路において、二つのアクティブ領域(110aL,110aR)に亘って二本のゲートライン(130,130a)が形成され、回路の機能上、二本のゲートライン(130,130a)は、切断領域(CT,CT1)によってそれぞれ二つに切断される。一方、上部の左側及び右側ゲートライン130L、130Rのそれぞれにコンタクト領域(150L,150R)が形成され、下部の左側ゲートライン130aLにコンタクト領域150aが形成される。
このような配置を有する半導体集積回路のレイアウトにおいて、上部の切断領域CTとコンタクト領域(150L,150R)との間の距離(D3,D4)と、下部の切断領域CT1とコンタクト領域150a及び右側アクティブ領域110aRとの間の距離(D3′,D2′)は、依然として不要な寄生キャパシタンスの発生の原因となる。更に、いずれか一つのゲートラインに切断領域が配置される場合、他のゲートライン上の素子領域又は切断領域とのデザインルールが満足されなければならない。例えば、上部の切断領域CTと下部のコンタクト領域150aとの間の距離である第5距離D5と、上部の右側コンタクト領域150Rと下部の切断領域CT1との間の距離である第6距離D6は、デザインルールを満足しなければならない。
図2Eを参照すると、所定の半導体集積回路において、二つのアクティブ領域(110aL,110aR)に亘って二本のゲートライン(130,130a)が形成され、他の二つのアクティブ領域(110L,110R)に亘って一本のゲートライン130bが形成される。また、回路の機能上、三本のゲートライン(130,130a,130b)は、切断領域(CT,CT1,CT2)によってそれぞれ二つに切断される。一方、中央の左側及び右側ゲートライン130L、130Rのそれぞれにコンタクト領域(150L,150R)が形成され、下部の左側ゲートライン130aLにコンタクト領域150aが形成され、上部の右側ゲートライン130bRにコンタクト領域150bが形成される。
このような配置を有する半導体集積回路のレイアウトにおいて、各ゲートラインで、切断領域(CT,CT1,CT2)と、コンタクト領域又はアクティブ領域との間の距離(D3,D4,D3′,D2′,D1″,D4″)は、依然として不要な寄生キャパシタンスの発生の原因となる。また、いずれか一つのゲートラインに切断領域が配置される場合、他のゲートライン上の素子領域又は切断領域とのデザインルールが満足されなければならない。例えば、中央の切断領域CTと下部のコンタクト領域150aとの間の距離である第5距離D5、中央の右側コンタクト領域150Rと下部の切断領域CT1との間の距離である第6距離D6、及び上部の切断領域CT2と中央の切断領域CTとの間の距離である第7距離D7は、デザインルールを満足しなければならない。
以上、多様な形態の切断領域の配置について説明し、また、切断領域の配置がデザインルールを満足するとしても不要な寄生キャパシタンスを発生させると説明した。このため、本実施形態による半導体集積回路の設計方法は、上記のような半導体集積回路のレイアウトにおいて、寄生キャパシタンスが最小化されるように切断領域を配置する方法を提供する。即ち、本実施形態による半導体集積回路の設計方法は、配置プロセスを利用して切断領域を自動的に配置することによって、デザインルールを満足しつつ寄生キャパシタンスを最小化するように切断領域を配置する。以下、半導体集積回路の設計方法に適用される配置プロセスについて更に詳細に説明する。
図3A〜図3Cは、図1の半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150の様々な実施形態を更に具体的に示すフローチャートである。
図3Aを参照すると、先ず、分割ツール(break tool)を実行する(ステップS151)。分割ツールは、切断領域が複数本の導電ライン、例えば複数本のゲートラインを共に切断するように設計された場合に、各ゲートライン別に切断領域を分離するツールを意味する。即ち、複数本のゲートラインを切断する一つの切断領域の場合に、切断ツールは、その切断領域を複数個の切断領域に分ける。切断領域が一本のゲートラインに対して設定される場合には、分割ツールの実行ステップS151は省略される。
分割ツールの実行後、移動ツール(move tool)を実行する(ステップS152)。移動ツールは、切断領域をゲートラインに沿って一方向に移動させるツールを意味する。この移動ツールは、切断領域をゲートラインに沿って移動させて配置するが、隣接する素子領域又はコンタクト領域と既定の距離ほどの間隔を維持するように配置する。ここで、既定の距離は、デザインルールによる距離であってもよく、それ以上の距離であってもよい。一方、隣接する素子がトランジスタである場合に、素子領域と切断領域との間の距離は、トランジスタのアクティブ領域と切断領域との間の距離を意味する。
移動ツールの実行後、逆移動ツール(move−back tool)を実行する(ステップS153)。逆移動ツールは、移動後の切断領域が他のゲートライン上の素子領域との関係でデザインルールに違反した場合に、移動ツールによって移動した方向の反対方向、即ち逆方向に切断領域を移動させるツールを意味する。移動ツールによって切断領域を移動させる場合、既定の距離の概念に基づいて、同じゲートライン上の素子又はコンタクト領域との関係でデザインルールに違反しない。しかし、既定の距離の概念は、他のゲートライン上の素子、例えば他のゲートラインのトランジスタ、コンタクト領域、又は他のゲートラインを切断する切断領域には適用されていない。このため、移動ツールによって切断領域が移動した後、切断領域は、他のゲートライン上の素子領域又は切断領域との関係でデザインルールに違反する。このような場合、デザインルールを維持させるために、逆移動ツールを利用して切断領域を逆方向に移動させる。逆移動ツールによる移動は、既定の単位ステップほど逆方向に行われる。即ち、単位ステップほど後の逆方向に移動しつつ、他のゲートライン上の素子との関係でデザインルールを満足するか否かを確認し、満足する場合に逆移動ツールによる移動が完了する。移動ツールによる移動後、切断領域が他のゲートライン上の素子との関係でデザインルールを満足する場合には、逆移動ツールを実行しなくてもよい。
逆移動ツールの実行後、拡張ツール(extension tool)を実行する(ステップS154)。拡張ツールは、切断領域が、隣接する二つの素子領域、例えば二つのトランジスタのアクティブ領域の間で、一方は既定の距離を維持し、他方は既定の距離以上を維持する場合に、他の一方向に切断領域の幅を拡張するツールを意味する。このように、拡張ツールを利用して切断領域の幅を拡張することによって、切断領域の他方もアクティブ領域と既定の距離を維持する。ここで、隣接する二つの素子領域のみを例示したが、隣接する素子領域とコンタクト領域との間、又は二つのコンタクト領域の間でも、拡張ツールの概念を適用してもよい。
但し、切断領域を、既定の距離のみの概念をもって拡大ツールを適用するのではなく、素子領域間の距離、切断領域の幅、及び既定の距離などを全体的に考慮して拡張ツールを適用する。この条件を全て考慮し、拡張ツールが適していない場合に後述する複写ツールを適用する。
逆移動ツールの実行後、複写ツール(duplication tool)を実行する(ステップS155)。複写ツールは、切断領域が隣接する二つの素子領域の間に非対称的に配置された場合、即ち切断領域のいずれか一方が既定の距離以上にいずれか一つの素子領域から離れている場合、切断領域を複写し、複写された切断領域をいずれか一つの素子領域に既定の距離で配置するツールを意味する。
上述したように、拡張ツールを使用するか又は複写ツールを使用するかは、隣接する二つの素子領域間の距離、切断領域の幅、既定の距離、他のゲートライン上の素子領域とのデザインルール、及び垂直方向に形成される他の素子領域との位置関係などを全体的に考慮して決定する。図5A及び図5Bで、拡張ツール又は複写ツールの使用に関する規則を更に詳細に後述する。
一本のゲートライン上で、拡張ツールと複写ツールは、一般的に互いに排他的に使われるが、場合によって共に使用してもよい。一方、一本のゲートラインでは拡張ツールを適用し、他のゲートラインでは複写ツールを適用してもよい。
一方、素子領域間の距離、切断領域の幅、既定の距離、及び他のゲートライン上の素子領域とのデザインルールに基づいて、拡張ツールと複写ツールをいずれも使用しない場合もある。
移動ツール、逆移動ツール、拡張ツール、及び複写ツールのうちの少なくとも一つのツールの実行後、配置された切断領域がデザインルールを満足するか否かを確認する(ステップS132)。デザインルールを満足する場合に切断領域の配置を確定する(ステップS134)。デザインルールを満足していない場合に再び逆移動ツールを実行する(ステップS153)。上述したように、逆移動ツールは、既定の単位ステップほど逆方向に移動しながら実行される。単位ステップほど移動後、続けてデザインルールを満足するか否かを確認するステップS132を通じてデザインルールを満足するか否かを確認し、デザインルールを満足する場合に切断領域の配置確定ステップS134に移行する。
切断領域の配置確定ステップS134の後に、LVS実行ステップS136を経るか又はLVS実行ステップS136を省略してポスト・シミュレーション実行ステップS170に移行する。ここで、デザインルールを満足するか否かを確認するステップS132、切断領域の配置確定ステップS134及びLVS実行ステップS136は、レイアウトデザイン実行ステップS130に含まれる。
図3Bは、配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150に関する他の実施形態を示す。説明の便宜上、図3Aで上述した内容は、簡単に説明するか又は省略する。
図3Bを参照すると、先ず、分割ツールを使用するか否かを判断する(ステップS251a)。例えば、切断領域が複数のゲートラインを一回で切断するように設計された場合には分割ツールが使われ、切断領域が一本のゲートラインを切断するように設計された場合には分割ツールが使われない。従って、分割ツールを使用する場合に分割ツールの実行ステップS251に移行し、分割ツールを使用しない場合に移動ツールの実行ステップS252に移行する。
分割ツールの実行ステップS251では、複数のゲートラインに亘って形成された切断領域をゲートライン別の単位切断領域に分離する。また、移動ツールの実行ステップS252では、切断領域をゲートラインに沿って一方向に移動させ、隣接する素子領域又はコンタクト領域と既定の距離ほど間隔を維持するように配置する。一方、分割ツールの実行ステップS251を経て移動ツールの実行ステップS252に移行した場合には、各単位切断領域に対して移動ツールが実行される。
移動ツールの実行ステップS252の後に、デザインルールを満足するか否かを確認する(ステップS132)。ここで、デザインルールの確認は、移動ツールにより、いずれか一つのゲートラインに配置された切断領域と他のゲートライン上の素子領域との間で行われる。デザインルールを満足する場合に拡張ツール又は複写ツールの選択ステップS254に移行し、デザインルールを満足していない場合に逆移動ツールの実行ステップS253に移行する。
逆移動ツールの実行ステップS253は、切断領域を逆方向に既定の単位ステップほど移動しながら実行される。単位ステップほど移動しながらデザインルールを満足するか否かを確認し、デザインルールを満足する場合に逆移動ツールの実行ステップS253が完了する。
拡張ツール又は複写ツールの選択ステップS254では、隣接する二つの素子領域間の距離を入力し、拡張ツールを実行するか又は複写ツールを実行するかを決定する。即ち、入力された距離情報によって拡張ツール又は複写ツールの実行が決定される。拡張ツール又は複写ツールの実行決定に関する内容は、図5A及び図5Bで更に詳細に後述する。一方、拡張ツール及び複写ツールの適用がいずれも不要な場合(3)に直ちにデザインルールを満足するか否かを確認するステップS132に移行する。
拡張ツールが選択された場合(1)に拡張ツールの実行ステップS255aに移行し、複写ツールが選択された場合(2)に複写ツールの実行ステップS255bに移行する。拡張ツールの実行ステップS255aでは、切断領域の両面が隣接する素子領域やコンタクト領域と既定の距離を維持しつつ切断領域の幅を拡張する。複写ツールの実行ステップS255bでは、切断領域を複写し、複写された切断領域を本来の切断領域から遠く離れた素子領域又はコンタクト領域に既定の距離を維持しつつ配置する。
拡張ツールの実行ステップS255a又は複写ツールの実行ステップS255bの後に、デザインルールを満足するか否かを確認する(ステップS132)。デザインルールを満足する場合に切断領域の配置確定ステップS134に移行し、デザインルールを満足しない場合に切断領域の幅調節又は切断領域の移動ステップS257に移行する。
切断領域の幅調節又は切断領域の移動ステップS257では、デザインルールを満足するように切断領域の幅を減らすか又は切断領域を移動する。より具体的に、拡張ツールにより切断領域の幅を拡張した時、他のゲートライン上の素子領域との関係でデザインルールに違反した場合、切断領域の幅を減らしてデザインルールを満足させる。一方、新たに配置された複写された切断領域が他のゲートライン上の素子領域との関係でデザインルールに違反した場合、複写された切断領域を移動させてデザインルールを満足させる。
切断領域の配置確定ステップS134の後は、図3AのようにLVS実行ステップS136を経るか又はLVS実行ステップS136を省略してポスト・シミュレーション実行ステップS170に移行する。
図3Cは、配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150の更に他の実施形態を示す。説明の便宜上、図3A又は図3Bで上述した内容は、簡単に説明するか又は省略する。
図3Cを参照すると、先ず、分割ツールを使用するか否かを判断する(ステップS351a)。分割ツールを使用する場合に分割ツールの実行ステップS351に移行し、分割ツールを使用しない場合に移動ツールの実行ステップS352に移行する。分割ツールの実行ステップS351で、複数のゲートラインに亘って形成された切断領域をゲートライン別の単位切断領域に分離する。分割ツールの実行ステップS351の後に、移動ツールの実行ステップS352に移行する。移動ツールの実行ステップS352では、切断領域をゲートラインに沿って一方向に移動させて隣接する素子領域又はコンタクト領域と既定の距離ほど間隔を維持するように配置する。一方、分割ツールの実行ステップS351を経て移動ツールの実行ステップS352に移行した場合には、各単位切断領域に対して移動ツールが実行される。
移動ツールの実行ステップS352の後に、隣接する二つの素子領域間の距離を入力し、拡張ツールを実行するか又は複写ツールを実行するかを選択する(ステップS354)。これによって、拡張ツールが選択された場合(1)に拡張ツールの実行ステップS355aに移行し、複写ツールが選択された場合(2)に複写ツールの実行ステップS355bに移行する。一方、拡張ツール及び複写ツールの適用がいずれも不要な場合(3)に直ちにデザインルールを満足するか否かを確認するステップS132に移行する。
拡張ツールの実行ステップS355aでは、切断領域の両面が隣接する素子やコンタクト領域と既定の距離を維持しつつ切断領域の幅を拡張する。複写ツールの実行ステップS355bでは、切断領域を複写し、複写された切断領域を本来の切断領域から遠く離れた素子領域又はコンタクト領域に既定の距離を維持しつつ配置する。
拡張ツールの実行ステップS355a又は複写ツールの実行ステップS355bの後に、デザインルールを満足するか否かを確認する(ステップS132)。デザインルールを満足する場合に切断領域の配置確定ステップS134に移行し、デザインルールを満足しない場合に切断領域の幅調節又は切断領域の移動ステップS357に移行する。
切断領域の幅調節又は切断領域の移動ステップS357では、デザインルールを満足するように切断領域の幅を減らすか又は切断領域を移動する。より具体的に、拡張ツールにより切断領域の幅を拡張した時、他のゲートライン上の素子領域との関係でデザインルールに違反した場合、切断領域の幅を減らしてデザインルールを満足させる。また、新たに配置された複写された切断領域が他のゲートライン上の素子との関係でデザインルールに違反した場合、複写された切断領域を移動させてデザインルールを満足させる。一方、移動ツールにより配置された切断領域がデザインルールに違反した場合、本ステップS357で、切断領域を逆方向に移動してデザインルールを満足させる。即ち、図3Bの逆移動ツールの実行ステップS253が本ステップS357に統合されて共に行われる。
切断領域の配置確定ステップS134の後は、図3AのようにLVS実行ステップS136を経るか又はLVS実行ステップS136を省略してポスト・シミュレーション実行ステップS170に移行する。
以上、切断領域が配置される導電ラインがゲートラインであると説明したが、本発明の実施形態は、ゲートラインに限定されるものではない。例えば、切断が要求される全ての導電ラインに、本発明の実施形態による半導体集積回路の設計方法が適用されることはいうまでもない。従って、上述した配置プロセスを使用して切断領域を自動的に配置することによって、いかなる形態又はいかなる種類の導電ラインにおいても切断する方法は、本発明の技術的思想に属するといえる。
一方、上述した図1の半導体集積回路の設計方法、及び図3A〜図3Cの配置プロセスを利用した切断領域の配置方法は、コンピュータで実行可能な半導体集積回路の設計プログラムによる手順で表現される。このように、コンピュータで半導体集積回路の設計プログラムを実行することによって、半導体集積回路の設計方法が具現される。従って、本実施形態による半導体集積回路の設計方法は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータ又はプロセッサにより実行されるコンピュータ読み取り可能なコードとして具現することが可能である。
コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読み取られるデータが保存される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、CD−ROM、磁気テープ、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、フラッシュメモリ、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ(例えば、インターネットを通じた伝送)の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて分散方式でコンピュータ読み取り可能なコードとして保存されて実行され得る。
図4A〜図4Fは、本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスを利用した切断領域の配置方法をレイアウトデザインに適用するところを示す平面図である。
図4Aは、図1のレイアウトデザインの実行ステップS130で、一次的に完成した半導体集積回路のレイアウトを示しており、まだ配置プロセスを利用した切断領域の配置ステップS150は行われていない。
図4Aを参照すると、複数のゲートライン(130a,130b,130c,130d,130e)のそれぞれは、例えば、トランジスタのアクティブ領域及び/又はコンタクト領域を横切って配置されている。より具体的に、第1ゲートライン130aは、左側の第1アクティブ領域110L1、右側の第1アクティブ領域110R1、及び右側の第1コンタクト領域150R1を横切って配置され、第2ゲートライン130bは、左側の第2アクティブ領域110L2、左側の第2コンタクト領域150L2、及び右側の第2コンタクト領域150R2を横切って配置され、第3ゲートライン130cは、左側の第3アクティブ領域110L3、右側の第3コンタクト領域150R3、及び右側の第3アクティブ領域110R3を横切って配置され、第5ゲートライン130eは、左側の第4アクティブ領域110L4、左側の第4コンタクト領域150L4、右側の第4コンタクト領域150R4、及び右側の第4アクティブ領域110R4を横切って配置される。第4ゲートライン130dは、図示していない部分でアクティブ領域及び/又はコンタクト領域を横切る。また、第1〜第3ゲートライン130a、130b、130c、及び第5ゲートライン130eも、図示していない部分で他のアクティブ領域及び/又はコンタクト領域を横切ることはいうまでもない。
一方、図4Aにおいて、ゲートラインがそれぞれ異なるアクティブ領域を横切って配置されているが、これに限定されず、図6A又は図6Bのように一つのアクティブ領域を複数のゲートラインが共に横切って配置されてもよい。
図4Aのように、素子領域が配置されるレイアウトにおいて、共通切断領域CTshが、第1〜第5ゲートライン130a、130b、130c、130d、130eを共に切断して配置される。この共通切断領域CTshは、デザインルールを満足しつつ隣接するアクティブ領域又はコンタクト領域に共通して近接して配置される。例えば、図4Aに示したように、共通切断領域CTshは、左側の第2コンタクト領域150L2と右側の第2コンタクト領域150R2とに共通して近接して配置される。
このような配置に起因し、第1ゲートライン130a、第3ゲートライン130c、及び第5ゲートライン130eで、共通切断領域CTshは、隣接するアクティブ領域又はコンタクト領域から非対称的な距離を置いて配置され、それによって、アクティブ領域又はコンタクト領域から更に長く延びるゲートラインのオーバーヘッド部分で不要な寄生キャパシタンスが発生する。
以下、図4B〜図4Fにおいて、図3A〜図3Cで説明した配置プロセスに含まれるツールを利用して、図4Aのレイアウト内に切断領域を最適化して配置する方法を説明する。
図4Bを参照すると、先ず、分割ツールを利用して共通切断領域CTsh(点線)をゲートライン(130a〜130e)のそれぞれに対応する単位切断領域CTut1〜CTut5(太い直線)に分割する。このように、共通切断領域CTshが単位切断領域CTut1〜CTut5に分割されることによって移動の自由が増加する。即ち、共通切断領域CTshの場合、移動のために全てのゲートライン上のアクティブ領域及びコンタクト領域を考慮しなければならないが、単位切断領域CTut1〜CTut5は、それぞれ当該ゲートライン上のアクティブ領域及びコンタクト領域のみを考慮すればよいためである。
図4Cを参照すると、移動ツールを利用して第1単位切断領域CTut1を右側に移動させて右側の第1アクティブ領域110R1と既定の距離Dsを維持するように配置する。移動ツールによる切断領域の移動は、いずれか一つの方向に設定される。例えば、本実施形態では、右側に移動するものと設定される。図4Cに示していないが、第2〜第5単位切断領域CTut2〜CTut5も、移動ツールにより右側に移動し、これによって、右側に配置されたコンタクト領域又はアクティブ領域と既定の距離Dsを維持しつつ配置される。但し、説明の便宜上、図4Cでは、第1単位切断領域CTut1のみが右側に移動したものとして示している。
図4Dを参照すると、図4Cのように既定の距離Dsの概念に基づいて移動ツールにより切断領域を配置する場合、他のゲートライン上の素子、例えば第2ゲートライン130b上の右側の第2コンタクト領域150R2との関係でデザインルールに違反する。即ち、移動した第1単位切断領域CTut1と右側の第2コンタクト領域150R2との間の距離DRvは、デザインルールによる最小寸法よりも小さい。従って、逆移動ツールを利用して第1単位切断領域CTut1を最初に移動した方向の反対方向、即ち逆方向に移動させる。逆移動ツールによる逆方向の移動は、既定の単位ステップほど逆方向に移動しながらデザインルールを満足するか否かを確認し、最終的にデザインルールを満足する場合に逆方向への移動を完了する方法により行われる。
図4Eを参照すると、拡張ツールを利用して第2ゲートライン130b上の第2単位切断領域CTut2の幅を拡張する。拡張した後の第2単位切断領域CTut2の両側面は、左側の第2コンタクト領域150L2及び右側の第2コンタクト領域150R2のそれぞれから既定の距離Dsを維持する。拡張ツールを利用した切断領域の幅の拡張は、下記で更に具体的に説明する。
先ず、第2単位切断領域CTut2が移動ツールにより右側に移動し、第2単位切断領域CTut2の右側面が右側の第2コンタクト領域150R2から既定の距離Dsを維持するように配置される。また、デザインルールを確認し、デザインルールに違反した場合に逆移動ツールによる逆方向の移動が行われる。その後、第2単位切断領域CTut2の左側面から左側の第2コンタクト領域150L2までの距離を入力して所定の条件を満足する場合、第2単位切断領域CTut2の左側面が左側の第2コンタクト領域150L2と既定の距離Dsを維持するように第2単位切断領域CTut2の幅を左側に拡張する。
図示していないが、第2単位切断領域CTut2の幅を拡張した後、再びデザインルールを確認し、デザインルールに違反した場合に第2単位切断領域CTut2の幅の拡張を減少させる。即ち、幅を拡張した後、第2単位切断領域CTut2の左側面部分が他のゲートライン上の素子領域との関係でデザインルールに違反した場合、第2単位切断領域CTut2の左側面を右側に移動して幅の拡張を減少させる。
図4Fを参照すると、複写ツールを利用して複写された第3単位切断領域CTut3′は左側に配置され、本来の第3単位切断領域CTct3は右側に配置される。より具体的に説明すると、第3単位切断領域CTut3が移動ツールにより右側に移動し、第3単位切断領域CTut3の右側面が右側の第3コンタクト領域150R3から既定の距離Dsを維持するように配置される。また、デザインルールを確認してデザインルールに違反した場合、逆移動ツールによる逆方向の移動が行われる。
その後、第3単位切断領域CTut3の左側面から左側の第3アクティブ領域110L3までの距離を入力して所定の条件を満足する場合に第3単位切断領域CTut3を複写し、複写された第3単位切断領域CTut3′を左側の第3アクティブ領域110L3と既定の距離Dsを維持するように配置する。また、複写された第3単位切断領域CTut3′に対してデザインルールを確認し、デザインルールに違反した場合に逆移動ツールによる逆方向の移動が行われる。但し、ここで、逆方向は右側である。即ち、複写された第3単位切断領域CTut3′は、右側に既定の単位ステップほど移動しながらデザインルールを確認し、最終的にデザインルールを満足する場合に移動を完了することによって配置位置が決定される。
一方、図4Fは、第4ゲートライン130d上の第4単位切断領域CTut4が右側に移動したとして示しているが、これは、図示していないが、第4ゲートライン130d上に素子領域が配置されており、この素子を考慮して第4単位切断領域CTut4が移動することを示す。一方、第5ゲートライン130e上の第5単位切断領域CTut5は、まだ変動しないが、上述した概念に基づく時に複写ツールによる配置が行われると予測できる。
図5A及び図5Bは、本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法において、配置プロセスに含まれる拡散ツール及び複写ツールを選択的に適用する原理を示す平面図である。
図5A及び図5Bを参照すると、隣接する二つの素子、例えば隣接する二つのトランジスタのアクティブ領域(110L,110R)間の全体距離Dtotは、既定の距離Dsの2倍に切断領域の幅W1を加えた値より長く、既定の距離Dsの2倍に切断領域の幅W1の3倍を加えた値より短いか又はそれと同じである場合は、切断領域に対して拡散ツールが適用されて切断領域の幅を拡張する。
上記の条件は、下記の数式1により表現される。
〔数1〕
Ds×2+W1<Dtot≦Ds×2+W1×3
言い換えると、拡張した切断領域の幅Weは、本来の切断領域の幅W1の3倍より狭いか又はそれと同じであるといえる。
一方、隣接する二つの素子、例えば隣接する二つのトランジスタのアクティブ領域(110L,110R)間の全体距離Dtotは、既定の距離Dsの2倍に切断領域の幅W1の3倍を加えた値より長いか又はそれと同じである場合は、切断領域に対して複写ツールが適用され、切断領域を複写して二つの切断領域CT、CT′を配置する。
上記の条件は、下記の数式2により表現される。
〔数2〕
Dtot≧Ds×2+W1×3
言い換えると、二つの切断領域の幅Wdは、本来の切断領域の幅W1の3倍より広いといえる。
一方、全体距離Dtotが既定の距離Dsの2倍に切断領域の幅W1の3倍を加えた値と同じである場合は、拡散ツール又は複写ツールのどちらを適用してもよい。上記数式1及び数式2の基準は、全体距離Dtotが既定の距離Dsの2倍に切断領域の幅W1の3倍を加えた値より短い場合、二つの切断領域を配置する場合に二つの切断領域の間が切断領域の幅より小さく二つの切断領域を形成しがたいという問題があるためである。勿論、切断領域の幅を最初から非常に広く設定した場合には、上記の基準が変更されてもよい。
また、設計者の好みによって、拡散ツール又は複写ツールの選択について、他の基準が決定されることはいうまでもない。例えば、切断領域の幅W1の5倍が基準として利用されてもよい。
図6A及び図6Bは、本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計方法を、実際の集積回路のレイアウトに適用するところを示す平面図である。
図6Aを参照すると、複数のゲートライン130は、複数のアクティブ領域110及びコンタクト領域150を横切って配置されている。また、図4A〜図4Fとは異なり、複数のゲートライン130は、いずれか一つのアクティブ領域110を共に横切って配置されている。一方、コンタクト領域の場合、右側に配置されたコンタクト領域のように、一本のゲートラインのみが横切るコンタクト領域がある一方、左側に配置されたコンタクト領域のように、複数のゲートラインが共に横切るコンタクト領域もあることを確認できる。
切断領域CTは、図4Aのような共通切断領域CTshの構造を有し、複数のゲートラインを共に切断する方式で配置されていることを確認できる。一方、点線で表示したA部分〜D部分は、図6Aのように切断領域が配置される場合に不要な寄生キャパシタンスが発生する部分を指し、本実施形態による半導体集積回路の設計方法により切断領域を配置することによって寄生キャパシタンスを最小化する部分である。
図6Bを参照すると、点線で表示したA部分〜D部分内で、切断領域CTは単位切断領域に分離され、この単位切断領域が、拡張ツールを利用して隣接するコンタクト領域150に拡張することによって寄生キャパシタンスの発生が減少する。図6Bでは、説明の便宜上、分割ツール及び拡張ツールを適用したところのみを示しているが、上述した多様なツール、例えば移動ツール、逆移動ツール、複写ツールなどを複合的に適用することによって切断領域を最適に配置でき、これによって、ゲートラインのオーバーヘッドを最小化して寄生キャパシタンスの発生を最小化できる。
図7は、本発明の一実施形態による半導体集積回路の製造方法を示すフローチャートである。
図7を参照すると、先ず、製造する半導体集積回路のレイアウト設計を行う(ステップS100)。半導体集積回路のレイアウト設計は、図1の半導体集積回路の設計方法と同様である。従って、これに関する説明は省略する。
半導体集積回路のレイアウト設計が完成すると、完成されたレイアウトに基づいて半導体集積回路を製造する(ステップS300)。
半導体集積回路の製造ステップS300は、レイアウトについてのデータ準備ステップS310、OPC(Optical Proximity Correction)を行うステップS330、マスクを製造するステップS350、及び半導体集積回路を形成するステップS370を含む。レイアウトについてのデータ準備ステップS310は、完成されたレイアウトに関する全般的なデータを収集してOPCの実行を準備することを意味する。
レイアウトをそのまま利用してマスクを製作し、このマスクを利用してフォトリソグラフィ工程を行う場合、光近接効果によって他の形態のパターンが形成される。従って、光近接効果による誤差を反映してレイアウトを変更し、変更されたレイアウトに基づいてマスクを製作してフォトリソグラフィ工程を行うことによって、最初のレイアウトと同じパターンが形成される。OPCを行うステップS330は、上記のように、光近接効果による誤差を反映してレイアウトを変更する工程を意味する。
マスクを製造するステップS350において、OPCを反映したレイアウト、例えばOPCが反映されたグラフィックデザインシステム(Graphic Design System:GDS)を利用してマスクを製作し、半導体集積回路を形成するステップS370において、製作されたマスクを利用してフォトリソグラフィ工程を通じてウェーハに半導体集積回路を形成する。
図8Aは、本発明の一実施形態による半導体集積回路の設計装置を示すブロック図である。
図8Aを参照すると、本実施形態による半導体集積回路の設計装置3000は、プリ・シミュレーション実行部3100、レイアウト設計及び検証実行部3200、ポスト・シミュレーション実行部3300、及び配置プロセス実行部3400を備える。
プリ・シミュレーション実行部3100は、HLD、RTLコーディング、合成、GLSなどを行う。レイアウト設計及び検証実行部3200は、レイアウトデザインを行う。上述したように、レイアウトデザインは、デザインルールに基づいてセルを配置し、配線を連結させる過程を意味する。レイアウト設計及び検証実行部3200は、DRC及びLVSを行う。ポスト・シミュレーション実行部3300は、完了したレイアウトに対して寄生キャパシタンスのような寄生成分を抽出してシミュレーションすることによって、レイアウトの機能的な完成度を確認する。
一方、配置プロセス実行部3400は、レイアウト設計及び検証実行部3200と共に、配置プロセスを利用して切断領域の配置を行う。本実施形態による半導体集積回路の設計装置は、レイアウトデザイン時に配置プロセスを利用して切断領域を自動的に最適化して配置でき、これによって、ゲートラインのオーバーヘッドを最小化して寄生キャパシタンスの発生を最小化できる。
図8Bは、図8Aの配置プロセス実行部3400を更に具体的に示すブロック図である。
図8Bを参照すると、本実施形態による配置プロセス実行部3400は、ツール選択判断部3410、分割ツール実行部3420、移動ツール実行部3430、逆移動ツール実行部3440、拡張ツール実行部3450、及び複写ツール実行部3460を備える。
ツール選択判断部3410は、所定の条件を判断して、分割ツール、逆移動ツール、拡張ツール、及び複写ツールのうちのいずれのツールを実行するかを判断する。例えば、切断領域が複数本のゲートラインを共に切断する共通切断領域として設計されたか否かを判断し、共通切断領域として設計された場合に分割ツールが選択される。また、隣接する二つの素子領域間の距離を入力し、所定の条件、例えば上記数式1又は数式2を満足するか否かによって拡張ツール又は複写ツールが選択される。
分割ツール実行部3420は、複数本のゲートラインを共に切断するように設計された共通切断領域をゲートライン別に当該単位切断領域に分離する。移動ツール実行部3430は、隣接する素子領域と既定の距離を維持するように切断領域を一方向に移動させる。逆移動ツール実行部3440は、レイアウト設計及び検証実行部3200のデザインルールの確認に基づいて、切断領域を既定の単位ステップほど逆方向に移動させてデザインルールを満足させる。拡張ツール実行部3450は、所定の条件を満足する場合、例えば上記数式1を満足する場合に切断領域の幅を拡張する。一方、複写ツール実行部3460は、所定の条件を満足する場合、例えば上記数式2を満足する場合に切断領域を複写して二つの切断領域をゲートライン上に配置する。
図9Aは、本発明の一実施形態による半導体集積回路を示すレイアウト図である。具体的に、図9Aは、半導体集積回路に含まれる標準セルの一例を示す。
図9Aを参照すると、半導体集積回路100は、複数の活性フィン110、ダミーフィン120、複数のゲートライン(130a,130b)、複数のダミーゲートライン135、複数のソース/ドレインコンタクト140、及び二つの入力コンタクト領域150を備える。また、入力コンタクト領域150と第4活性フィン114との間に、ゲートライン(130a,130b)を電気的に分離する切断領域CTが配置される。
複数の活性フィン110は、第1〜第6活性フィン111〜116を備え、複数のダミーフィン120は、第1〜第3ダミーフィン121〜123を備える。本実施形態において、半導体集積回路100は、NANDゲートセルである。
先ず、複数の活性フィン110及び複数のダミーフィン120を備える複数のフィンは、単一工程を通じて半導体基板(図示せず)上に予め形成される。次いで、複数のゲートライン(130a,130b)及び複数のダミーゲートライン135を備えるゲートライン、並びに複数のソース/ドレインコンタクト140が形成される。次いで、二つの入力コンタクト領域150及び出力端子(図示せず)が形成される。一方、切断領域CTを通じて、ゲートライン130は、上部ゲートライン(130au,130bu)と下部ゲートライン(130ad,130bd)とに電気的に分離される。具体的に、第1ゲートライン130aは、上部の第1ゲートライン130auと下部の第1ゲートライン130adとに分離され、第2ゲートライン130bは、上部の第2ゲートライン130buと下部の第2ゲートライン130bdとに分離される。このようなゲートライン(130a,130b)の分離は、切断領域CTに対応するオープン領域を備えるマスクパターンを利用してゲートライン(130a,130b)をエッチングすることによって行われる。
互いに隣接して配置される複数の活性フィン110は、一つのフィントランジスタ(fin Field Effect Transistor:FinFET)を構成する(「FinFET」は、三次元構造の電界効果型トランジスタの一種であり、薄い「フィン」状の領域を有することから呼称される。)。本実施形態において、第1〜第3活性フィン111、112、113は、PMOS(P−channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを構成し、第4〜第6活性フィン114、115、116は、NMOS(N−channel MOS)トランジスタを構成する。具体的に、第1〜第3活性フィン111、112、113の上部に二本のゲートライン(130au,130bu)及び三つのソース/ドレインコンタクト140が配置されるため、第1〜第3活性フィン111、112、113は、並列に連結された二つのPMOSトランジスタを構成する。また、第4〜第6活性フィン114、115、116の上部には二本のゲートライン(130ad,130bd)及び二つのソース/ドレインコンタクト140が配置されるため、第4〜第6活性フィン114、115、116は、直列に連結された二つのNMOSトランジスタを構成する。しかし、本発明の実施形態による半導体集積回路は、図9のFinFET構造に限定されるものではない。
FinFETは、突出したフィンの前面をいずれもチャネルとして利用できるため、チャネル長を十分に確保できる。従って、短チャネル効果を防止又は最小化でき、これによって、従来のMOSトランジスタにおける短チャネル効果による漏れ電流の発生及び面積の問題を改善できる。
本実施形態による半導体集積回路100は、上述した半導体集積回路の設計方法を利用して設計される。従って、配置プロセスを利用して切断領域CTが自動的に最適化されて配置されることによって、ゲートラインのオーバーヘッドを最小化して寄生キャパシタンスの発生を最小化できる。一方、本実施形態において、切断領域CTは、二本のゲートライン(130a,130b)を共に切断する共通切断領域構造を有する。これは、二本のゲートライン(130a,130b)上でコンタクト領域150と第4活性フィン114との位置関係を考慮すると、切断領域を分割する必要がないので分割ツールの適用が省略されたことが分かる。
図9Bは、図9Aのレイアウトを有する半導体集積回路の一部を示す斜視図であり、図9Cは、図9AのレイアウトのI−I′部分、又は図9Bの半導体集積回路のI−I′部分を切断して示す断面図である。
図9B及び図9Cを参照すると、半導体集積回路100は、バルク型FinFETである。半導体集積回路100は、基板102、第1絶縁層104、第2絶縁層106、複数の活性フィン(111,112,113)、第1ダミーフィン121、第1ゲートライン130a、及び上部絶縁層108を備える。
基板102は、半導体基板であるが、例えば、シリコン、SOI(Silicon On Insulator)、SOS(Silicon On Sapphire)、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム、及びガリウム・砒素のうちのいずれか一つを含む。
複数の活性フィン(111,112,113)及び第1ダミーフィン121は、基板102と連結されて配置される。一実施形態において、複数の活性フィン(111,112,113)は、基板102から垂直方向に突出した部分をn+又はp+ドーピングした活性領域であり、ダミーフィン121は、基板102から垂直方向に突出した部分をドーピングしていない領域である。場合によって、ダミーフィン121は、複数個形成される。他の実施形態において、複数の活性フィン(111,112,113)及び第1ダミーフィン121は、いずれもn+又はp+ドーピングした活性領域であってもよい。
第1及び第2絶縁層104、106、並びに上部絶縁層108は、絶縁物質を含み、例えば、酸化膜、窒化膜、又は酸窒化膜のうちのいずれか一つを含む。第1絶縁層104は、複数の活性フィン(111,112,113)及び第1ダミーフィン121上に配置される。第1絶縁層104は、複数の活性フィン(111,112,113)と第1ゲートライン130aとの間に配置されることによってゲート絶縁膜として利用される。第2絶縁層106は、複数の活性フィン(111,112,113)と第1ダミーフィン121との間のスペースで所定の高さを有するように配置される。第2絶縁層106は、複数の活性フィン(111,112,113)と第1ダミーフィン121との間に配置されることによって素子分離膜として利用される。一方、上部絶縁層108は、第1及び第2絶縁層104、106、並びに第1ゲートライン130a上に配置され、第1ゲートライン130aを他の導電物質と電気的に分離する機能を行う。理解の便宜上、図9Bで上部絶縁層108は省略した。
第1ゲートライン130aは、第1及び第2絶縁層104、106の上部に配置される。これによって、第1ゲートライン130aは、複数の活性フィン(111,112,113)及び第1ダミーフィン121を取り囲む構造を有する。言い換えると、複数の活性フィン(111,112,113)及びダミーフィン(121,122)は、第1ゲートライン130aの内部に配置される構造を有する。一方、図9B及び図9Cに示したように、第1ゲートライン130aは、切断領域CTを通じて上部の第1ゲートライン130auと下部の第1ゲートライン130adとに電気的に分離された構造を有する。第1ゲートライン130aの分離が切断領域CTの最適な配置を通じて行われることによって第1ゲートライン130aのオーバーヘッドを最小化し、これによって、寄生キャパシタンスの発生を最小化する。第1ゲートライン130aは、W、Taのような金属物質、それらの窒化物、それらのシリサイド、ドーピングされたポリシリコンなどを含み、蒸着工程を利用して形成される。
一方、第1ゲートライン130aに接触する入力コンタクト領域150は、第1ゲートライン130a上に配置される。図9Bで、便宜上、入力コンタクト領域150が非常に薄い厚さを有するものとして示しているが、それ以上の厚さを有してもよい。
図10は、本発明の一実施形態による半導体集積回路を示すレイアウト図である。
図10を参照すると、本実施形態による半導体集積回路200において、アクティブ領域(110L,110R)のそれぞれに二本のゲートライン(130a,130b)が横切って配置される。具体的に、左側アクティブ領域110Lに左側の第1及び第2ゲートライン130aL、130bLが横切って配置され、右側アクティブ領域110Rに右側の第1及び第2ゲートライン130aR,130bRが横切って配置される。
左側の第1及び第2ゲートライン130aL、130bLの右側のオーバーヘッド部分のそれぞれに当該コンタクト領域(150L1,150L2)が形成され、右側の第1及び第2ゲートライン130aR、130bRの左側のオーバーヘッド部分のそれぞれに当該コンタクト領域(150R1,150R2)が形成される。これらのコンタクト領域の間に、二つの導電領域230がゲートライン(130a,130b)と垂直に交差しつつ配置される。具体的に、二つの導電領域230は、左側の第1コンタクト領域150L1と右側の第1コンタクト領域150R1との間、左側の第2コンタクト領域150L2と右側の第2コンタクト領域150R2との間に配置され、それぞれの導電領域230には、導電コンタクト領域250が配置される。図10において、導電領域230が二つ配置されたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、導電領域230は、一つ又は三つ以上配置されてもよい。一方、導電領域230は、ウェルにバイアス電圧を印加するためのウェルピックアップ領域である。しかし、導電領域230はウェルピックアップ領域に限定されるものではない。
図10に示したような構造の半導体集積回路200において、第2ゲートライン130b上の第2切断領域CT2は、先立って配置プロセスを通じて配置される。例えば、移動ツール及び複写ツールが適用されて第2切断領域CT2が配置される。一方、第1ゲートライン130a上の第1切断領域CT1は、移動ツール及び拡張ツールが適用されて配置される。しかし、第1切断領域CT1の配置には、上述した原理を逸脱した例外的な方法が適用されている。
より具体的に、第1切断領域CT1は、二つの導電コンタクト領域250を考慮すると、二つの導電コンタクト領域250の間に配置されることがより一般的であり、従って二つの導電コンタクト領域250の間に第1切断領域CT1を配置することを排除しない。しかし、二つの導電コンタクト領域250間の間隔が狭い場合に、第1切断領域CT1の配置ができない場合が発生し、このような場合、本実施形態のように二つの導電コンタクト領域250を備えるように第1切断領域CT1を拡張して配置する。また、寄生キャパシタンスの観点からみて、二つの導電コンタクト領域250の間に第1切断領域CT1を配置するよりは、図示するように二つの導電コンタクト領域250を備えて第1切断領域CT1を配置することが有利である。
上述した実施形態では、基板面に対して垂直方向にオーバーレイされない他の素子領域との関係のみを考慮したが、本実施形態では、垂直方向にオーバーレイされる素子領域との関係を考慮したものである。結果として、垂直方向にオーバーレイされる素子領域に対して上述した配置プロセス規則をそのまま守るが、オーバーレイされる素子領域により切断領域の配置ができない場合や寄生キャパシタンスの減少に更に効果的な場合に、オーバーレイされる素子領域を含むように切断領域が配置される。
図11は、本発明の一実施形態による半導体集積回路を備えるメモリカードを示す概略図である。
図11を参照すると、メモリカード1000は、制御器1100とメモリ1200とが電気的な信号を交換するように配置される。例えば、制御器1100が命令を伝送すると、メモリ1200は、データを伝送する。
制御器1100及びメモリ1200は、本発明の技術的思想による上述の実施形態による半導体集積回路を備える。具体的に、制御器1100及びメモリ1200に含まれる複数の半導体素子のうちの少なくとも一つの半導体素子は、上述した本発明の実施形態により、配置プロセスを通じて切断領域の配置が最適化されることによって導電ラインのオーバーヘッドを最小化し、これによって、寄生キャパシタンスの発生を最小化した半導体集積回路、例えばトランジスタを備える。
メモリカード1000は、多様な種類のカード、例えば、メモリスティックカード、スマートメディア(Smart Media(登録商標):SM)カード、セキュアデジタル(Secure Digital:SD)カード、ミニSDカード、及びマルチメディアカード(Multimedia Card:MMC)のような多様なメモリカードを構成する。
図12は、本発明の一実施形態による半導体集積回路を備えるコンピュータシステムを示す概略図である。
図12を参照すると、コンピュータシステム2000は、プロセッサ2100、メモリ装置2200、ストレージ装置2300、パワーサプライ2400、及び入出力装置2500を備える。一方、図12には示していないが、コンピュータシステム2000は、ビデオカード、サウンドカード、メモリカード、USB(Universal Serial Bus)装置などと通信するか又は他の電子機器と通信することが可能なポートを更に備える。
このように、コンピュータシステム2000に含まれるプロセッサ2100、メモリ装置2200、ストレージ装置2300、パワーサプライ2400、及び入出力装置2500は、本発明の技術的思想による上述の実施形態による半導体集積回路を備える。具体的に、プロセッサ2100、メモリ装置2200、ストレージ装置2300、パワーサプライ2400、及び入出力装置2500に含まれる複数の半導体素子のうちの少なくとも一つの半導体素子は、上述した本発明の実施形態により、配置プロセスを通じて切断領域の配置が最適化されることによって導電ラインのオーバーヘッドを最小化し、これによって、寄生キャパシタンスの発生を最小化した半導体集積回路、例えばトランジスタを備える。
プロセッサ2100は、特定の計算又はタスクを行う。一実施形態において、プロセッサ2100は、マイクロプロセッサ又は中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)である。プロセッサ2100は、アドレスバス、制御バス、及びデータバスのようなバス2600を通じて、メモリ装置2200、ストレージ装置2300、及び入出力装置2500と通信を行う。一実施形態において、プロセッサ2100は、PCI(Peripheral Component Interconnect)バスのような拡張バスにも連結される。
メモリ装置2200は、コンピュータシステム2000の動作に必要なデータを保存する。例えば、メモリ装置2200は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、モバイルDRAM、SRAM(Static RAM)、PRAM(Parameter RAM)、FeRAM(Ferroelectric RAM)、ReRAM(Resistive RAM)、及び/又はMRAM(Magnetoresistive RAM)により具現される。ストレージ装置2300は、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、CD−ROMなどを含む。
入出力装置2500は、キーボード、キーパッド及びマウスのような入力手段と、プリンタ及びディスプレイのような出力手段とを備える。パワーサプライ2400は、コンピュータシステム2000の動作に必要な動作電圧を供給する。
上述した本発明の実施形態による半導体集積回路は、多様な形態のパッケージにより具現される。例えば、半導体集積回路の少なくとも一部の構成は、PoP(Package on Package)、BGAs(Ball Grid Arrays)、CSPs(Chip Scale Packages)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、PDIP(Plastic Dual In−Line Package)、Die in Waffle Pack、Die in Wafer Form、COB(Chip On Board)、CERDIP(Ceramic Dual In−Line Package)、MQFP(Plastic Metric Quad Flat Pack)、 TQFP(Thin Quad Flat pack)、SOIC(Small Outline)、SSOP(Shrink Small Outline Package)、TSOP(Thin Small Outline Package)、 TQFP(Thin Quad Flat Pack)、SIP(System In Package)、MCP(Multi Chip Package)、WFP(Wafer−level Fabricated Package)、WSP(Wafer−level processed Stack Package)のようなパッケージを利用して実装される。
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
本発明は、例えば、半導体素子関連の技術分野に適用可能である。
100、200 半導体集積回路
102 基板
104 第1絶縁層
106 第2絶縁層
108 上部絶縁層
110 アクティブ領域、活性フィン
110aL、110L 左側アクティブ領域
110aR、110R 右側アクティブ領域
110L1〜110L4 左側の第1〜第4アクティブ領域
110R1、110R3、110R4 右側の第1、第3、第4アクティブ領域
111〜116 第1〜第6活性フィン
120 ダミーフィン
121〜123 第1〜第3ダミーフィン
130 ゲートライン
130a〜130e 第1〜第5ゲートライン
130ad、130bd 下部第1、第2ゲートライン
130aL、130bL 左側の第1、第2ゲートライン
130aR、130bR 右側の第1、第2ゲートライン
130au、130bu 上部第1、第2ゲートライン
130L 左側ゲートライン
130R 右側ゲートライン
135 ダミーゲートライン
140 ソース/ドレインコンタクト
150、150a、150b コンタクト領域
150L 左側コンタクト領域
150L1、150L2、150L4 左側の第1、第2、第4コンタクト領域
150R 右側コンタクト領域
150R1〜150R4 右側の第1〜第4コンタクト領域
230 導電領域
250 導電コンタクト領域
1000 メモリカード
1100 制御器
1200 メモリ
2000 コンピュータシステム
2100 プロセッサ
2200 メモリ装置
2300 ストレージ装置
2400 パワーサプライ
2500 入出力装置
2600 バス
3000 設計装置
3100 プリ・シミュレーション実行部
3200 レイアウト設計及び検証実行部
3300 ポスト・シミュレーション実行部
3400 配置プロセス実行部
3410 ツール選択判断部
3420 分割ツール実行部
3430 移動ツール実行部
3440 逆移動ツール実行部
3450 拡張ツール実行部
3460 複写ツール実行部
CT 切断領域

Claims (28)

  1. FinFET構造を有する半導体集積回路の設計方法であって、
    設計する半導体集積回路のプリ・シミュレーションを行うステップと、
    前記プリ・シミュレーションの結果に基づいて、第1及び第2素子領域と該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインとを含む前記半導体集積回路の構成要素のレイアウトをデザインするステップと、
    前記第1素子領域と第2素子領域との間に配置されて前記第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域により生成される前記第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって前記第1切断領域を変更するステップと、を有することを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
  2. 前記オーバーヘッドは、前記第1導電ラインの寄生キャパシタンスを減らすように最小化されることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。
  3. 前記第1切断領域を変更するステップは、
    前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップと、
    前記第1切断領域の幅を拡張するステップと、
    前記第1切断領域を複写して第2切断領域を生成し、前記第1導電ラインに沿って前記第2切断領域を配置するステップと、のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。
  4. 前記第1切断領域を移動させるステップは、
    前記切断領域と前記第1及び第2素子領域のうちのいずれか一つの領域との間の所定の距離に基づいて、前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップを含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路の設計方法。
  5. 前記デザインルールは、前記第1及び第2素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、コンタクト領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、及び第3素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。
  6. 前記第1切断領域は、前記第1導電ラインを含んで互いに平行に延びる複数の導電ラインを切断し、
    前記半導体集積回路の設計方法は、前記第1切断領域を変更するステップの前に、前記第1切断領域を複数の切断領域に分け、複数の切断領域のそれぞれが前記複数の導電ラインのそれぞれの導電ラインを切断するステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。
  7. 前記第1切断領域を変更するステップは、
    前記複数の切断領域により生成される前記複数の導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって前記複数の切断領域を変更するステップを含み、
    前記変更された切断領域は、前記それぞれの導電ラインに沿って異なる幅及び異なる位置のうちの少なくとも一つを有することを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路の設計方法。
  8. 前記第1切断領域を変更するステップは、
    前記デザインルールによって前記第1切断領域が前記第1素子領域から既定の距離となるように、前記第1導電ラインに沿って第1方向に前記第1切断領域を移動させるステップと、
    前記第1切断領域を前記第1方向に移動させた結果、前記第1切断領域とコンタクト領域との間の距離、又は前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域ではない素子領域との間の距離が前記デザインルールに違反する時に、前記第1切断領域を前記第1方向と逆の第2方向に移動させるステップと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路の設計方法。
  9. FinFET構造を有する半導体集積回路の設計方法であって、
    デザインルールによって第1素子領域と第2素子領域との間の初期位置に該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域を前記第1導電ライン上に設定するステップと、
    前記第1切断領域により生成された前記第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するために、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第1切断領域の複写である第2切断領域を前記第1導電ライン上に配置するステップと、を有することを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
  10. 前記第1切断領域を設定するステップの後に、
    前記デザインルールによって前記第1切断領域が前記第1素子領域から既定の距離となるように、前記第1切断領域を前記第1導電ラインに沿って第1方向に移動させるステップを更に含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体集積回路の設計方法。
  11. 前記第1切断領域を前記第1方向に移動させるステップの後に、
    前記第1切断領域を前記第1方向に移動させた結果、前記第1切断領域とコンタクト領域との間の距離、又は前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域ではない素子領域との間の距離が前記デザインルールに違反する時に、前記第1切断領域を前記第1方向と逆の第2方向に移動させるステップを更に含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体集積回路の設計方法。
  12. 前記第1切断領域は、前記第1導電ラインを含んで互いに平行に延びる複数の導電ラインを切断し、
    前記半導体集積回路の設計方法は、前記第1切断領域を前記第1方向に移動させるステップの前に、前記第1切断領域を複数の切断領域に分け、複数の切断領域のそれぞれが前記複数の導電ラインのそれぞれの導電ラインを切断するステップを更に含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体集積回路の設計方法。
  13. 前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して第2切断領域を配置するステップは、
    前記第1素子領域と第2素子領域との間の距離に基づいて、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置するか否かを決定するステップと、
    決定された結果に基づいて、前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置するステップと、
    前記第1切断領域の幅を拡張するか、又は前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置することが前記デザインルールを満足するか否かを検証するステップと、
    前記第1切断領域の幅を拡張して該拡張が前記デザインルールを満足しない場合、前記デザインルールを満足するように前記第1切断領域の幅を調節するステップと、
    前記第1切断領域を複写して第2切断領域を配置することが前記デザインルールを満足しない場合、前記デザインルールを満足するように前記第1及び第2切断領域のうちの少なくとも一つを移動させるステップと、を含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体集積回路の設計方法。
  14. 前記デザインルールは、前記第1及び第2素子領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離、コンタクト領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離、及び第3素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定することを特徴とする請求項13に記載の半導体集積回路の設計方法。
  15. 前記第1切断領域の幅を拡張するか否かを決定するステップは、前記第1切断領域の幅を拡張することが、前記第1素子領域と第2素子領域との間の全体距離Dtotが下記の式を満足する場合に実行されると決定するステップを含むことを特徴とする請求項13に記載の半導体集積回路の設計方法。
    Ds×2+W1<Dtot≦Ds×2+W1×3
    ここで、Dsは前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域との間の既定の距離であり、W1は前記第1切断領域の幅である。
  16. 前記第1切断領域を複写して前記第2切断領域を配置するか否かを決定するステップは、前記第1素子領域と第2素子領域との間の全体距離Dtotが下記の式を満足するか否かを決定するステップを含むことを特徴とする請求項13に記載の半導体集積回路の設計方法。
    Dtot≧Ds×2+W1×3
    ここで、Dsは前記第1切断領域と前記第1及び第2素子領域との間の既定の距離であり、W1は前記第1切断領域の幅である。
  17. FinFET構造を有する半導体集積回路の製造方法であって、
    設計する半導体集積回路のプリ・シミュレーションを行うステップと、
    前記プリ・シミュレーションの結果に基づいて、第1及び第2素子領域と該第1及び第2素子領域を横切って延びる第1導電ラインとを含む前記半導体集積回路の構成要素のレイアウトをデザインするステップと、
    前記第1素子領域と第2素子領域との間に配置されて前記第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域により生成される前記第1導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように、少なくとも一つのデザインルールによって前記第1切断領域を変更するステップと、
    前記変更された第1切断領域を含むレイアウトに基づいて、ポスト・シミュレーションを行うステップと、
    前記レイアウトに基づいた前記半導体集積回路を製造するステップと、を有することを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
  18. 前記半導体集積回路を製造するステップは、
    前記レイアウトを用意するステップと、
    光近接効果(Optical Proximity Effect)に起因するエラーが修正された修正レイアウトを生成するようにOPC(Optical Proximity Correction)を行うステップと、
    前記修正レイアウトによってマスクを生成するステップと、
    前記マスクを使用してウェーハ上に前記半導体集積回路を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項17に記載の半導体集積回路の製造方法。
  19. 前記オーバーヘッドは、前記第1導電ラインの寄生キャパシタンスを減らすように最小化されることを特徴とする請求項17に記載の半導体集積回路の製造方法。
  20. 前記第1切断領域を変更するステップは、
    前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップと、
    前記第1切断領域の幅を拡張するステップと、
    前記第1切断領域を複写して第2切断領域を生成し、前記第1導電ラインに沿って前記第2切断領域を配置するステップと、のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項17に記載の半導体集積回路の製造方法。
  21. 前記第1切断領域を変更するステップは、
    前記切断領域と前記第1及び第2素子領域のうちのいずれか一つの領域との間の所定の距離に基づいて、前記第1導電ラインに沿って前記第1切断領域を移動させるステップを含むことを特徴とする請求項20に記載の半導体集積回路の製造方法。
  22. 前記デザインルールは、前記第1及び第2素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、前記第1素子領域と第2素子領域との間に配置されたコンタクト領域から前記第1切断領域を分離する最小距離、及び第3素子領域から前記第1切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定することを特徴とする請求項17に記載の半導体集積回路の製造方法。
  23. 前記第1切断領域は、前記第1導電ラインを含んで互いに平行に延びる複数の導電ラインを切断し、
    前記半導体集積回路の製造方法は、前記第1切断領域を変更するステップの前に、前記第1切断領域を複数の切断領域に分け、複数の切断領域のそれぞれが前記複数の導電ラインのそれぞれの導電ラインを切断するステップを更に含むことを特徴とする請求項17に記載の半導体集積回路の製造方法。
  24. FinFET構造を有し、第1半導体素子が少なくとも第1アクティブ領域を含み、第2半導体素子が少なくとも第2アクティブ領域を含む第1ライン方向に配置される少なくとも第1及び第2半導体素子と、
    前記第1半導体素子の前記第1アクティブ領域、及び前記第2半導体素子の前記第2アクティブ領域を横切って前記第1ライン方向に延びる第1導電ラインと、
    前記第1半導体素子の前記第1アクティブ領域、及び前記第2半導体素子の前記第2アクティブ領域を横切って前記第1ライン方向に延びる第2導電ラインと、
    前記第1アクティブ領域と第2アクティブ領域との間に前記第1導電ラインを電気的に切断する第1切断領域と、
    前記第1アクティブ領域と第2アクティブ領域との間に前記第2導電ラインを電気的に切断する第2切断領域と、を備え、
    前記第1及び第2切断領域は、それぞれの前記第1及び第2導電ラインに沿って前記第1ライン方向に異なる幅及び異なる位置のうちの少なくとも一つを有し、デザインルールを満足して前記第1切断領域により生成される前記第1導電ラインのオーバーヘッド、及び前記第2切断領域により生成される前記第2導電ラインのオーバーヘッドを最小化するように設定されることを特徴とする半導体集積回路。
  25. 前記オーバーヘッドは、前記第1導電ラインの寄生キャパシタンスを減らすように最小化されることを特徴とする請求項24に記載の半導体集積回路。
  26. 前記第1及び第2半導体素子のそれぞれは、NMOSトランジスタ又はPMOSトランジスタを形成する複数のアクティブ領域を備え、
    前記第1及び第2導電ラインは、ゲートラインであることを特徴とする請求項24に記載の半導体集積回路。
  27. 前記デザインルールは、前記第1及び第2アクティブ領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離、及び前記第1アクティブ領域と第2アクティブ領域との間に配置されたコンタクト領域から前記第1及び第2切断領域を分離する最小距離のうちの少なくとも一つを特定することを特徴とする請求項24に記載の半導体集積回路。
  28. 請求項1乃至16のいずれか一項に記載の半導体集積回路の設計方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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