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JP4018309B2 - Circuit parameter extraction method, semiconductor integrated circuit design method and apparatus - Google Patents

Circuit parameter extraction method, semiconductor integrated circuit design method and apparatus Download PDF

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JP4018309B2 JP2000035267A JP2000035267A JP4018309B2 JP 4018309 B2 JP4018309 B2 JP 4018309B2 JP 2000035267 A JP2000035267 A JP 2000035267A JP 2000035267 A JP2000035267 A JP 2000035267A JP 4018309 B2 JP4018309 B2 JP 4018309B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主に半導体集積回路設計における配線抵抗値、配線容量値、トランジスタのゲート幅等の回路パラメータ抽出方法、及び抽出した回路パラメータを用いて半導体集積回路のタイミング検証シミュレーションを実行する半導体集積回路の設計方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体集積回路設計においては、レイアウトデータからタイミング検証のためのシミュレーション用回路データを抽出/作成する際に、配線容量に関しては周囲に存在する配線との関係を考慮して計算されているが、配線抵抗に関しては、その配線自身がマスク的に描かれている幅と長さのみを考慮して計算されていた。少なくとも現在市販されている自動配置配線ツールと組み合わせて用いられるタイミングシミュレーションを行う際には、同層配線との配線間隔は考慮されていないのが現状である。
【0003】
しかしながら、配線抵抗は周囲の配線とは関係が無く、配線容量は周囲配線との関係で決まるということは、物理現象的な観点においては正しいが、実際の半導体製造工程では、配線のパターン形成はリソグラフィ工程やエッチング工程によって形成されるため、対象とする配線と同層の配線が周囲に存在するか否か、周囲配線との距離、配線パターンの面積率等により、その仕上がり配線幅や断面形状に差が出てくる。
【0004】
特に近年はプロセス微細化が加速度的に進んでおり、リソグラフィ工程で加工対象とするパターンの最小寸法に対して、リソグラフィ工程で使用するステッパー光源波長の余裕度が益々少なくなってきている。そのため、配線パターン間の距離を検出して、所望の仕上がり幅となるような補正をマスクパターンに加える光近接効果補正(Optical Proximity Correction、略してOPCと称する)が考案され、ゲート電極層に関しては、このOPCを用いるのが最近の微細プロセスでは一般的となっている。
【0005】
メタル配線層に関して言えば、パターン描画にリソグラフィ工程が使われる点についてはゲート電極層と同じであるが、同一プロセス世代ではゲート電極層よりも最小加工寸法が大きい場合が一般的である。具体的な数値で述べると、0.18μm世代では、ゲート電極幅が約0.18μm程度で、メタル配線幅が0.20〜0.35μm程度というのが一般的なレイアウトルールである。メタル配線については、トランジスタ特性に直接的に大きな影響を与えるゲート寸法よりは厳しい寸法規格値を要求されてこなかったため、OPC等はほとんど用いられていないのが現状一般的である。言い換えれば、OPCを用いなくても所望のレジスト寸法制御(リソグラフィ性能)が確保可能だからである。
【0006】
また、拡散層の分離領域形成もプロセスの微細化に伴って、従来のLOCOSからSTI(Shallow Trench Isolation)に移行して来ている。LOCOSではシリコンの熱酸化によって分離用のSiO2膜を形成していたが、バーズビークと呼ばれる大きな入り込み量が生じてしまうという短所を有しており、微細化には不向きであった。STIは、このバーズビーク発生の不具合を回避して微細なトランジスタ分離領域を形成するために考案された。その概要としては、ドライエッチングで彫り込んだ部分にSiO2膜を埋め込むフローによって分離膜を形成するプロセスフローである。微細な分離パターンを形成可能という長所に加えて、LOCOSが拡散層側面部にチャネルストッパ注入と呼ばれる大きな寄生容量成分を持っていたのに対し、STIはSiO2膜でトランジスタ活性領域の側面部を分離するので寄生容量が少ないという長所もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来方法には以下のような問題点がある。
【0008】
考慮せねばならないのは、配線の製造工程は、配線のリソグラフィ工程だけではなく、レジスト形成後の配線ドライエッチ工程も含むことである。以下に、LSI製造工程を含めて図13を用いて説明する。
【0009】
図13に示すように、配線の製造工程は、(a)配線層を堆積、(b)レジストを塗布、(c)マスクを用いて感光、(d)不要なレジストパターン除去、(e)レジストパターンを用いて配線層をドライエッチングでパターン形成、からなる。
【0010】
まず、工程(c)、(d)でレジストパターンを形成するのであるが、近辺に存在するパターンとの光学的干渉や面積率の関係から、マスク上に描いたパターン寸法通りに仕上がらないという問題がある。この問題に対しては、従来の技術に示したような、ゲート電極に対して用いられている光近接効果補正(OPC)が有効である。
【0011】
そしてさらに、リソグラフィ工程でレジストが寸法通りに形成されていたとしても、配線パターン形成におけるドライエッチング工程において、その配線パターンの近くに別の配線が存在するか否かで配線形状に差が生じてしまうという問題が新たに存在する。
【0012】
配線のエッチング条件を、最小のライン&スペースピッチ、またはASIC設計手法における自動配置配線ツールでの配線グリッドのように、非常に多く用いられる狭いピッチに最適設定したとする。ここで、最適設定とは、そうしたレイアウト状態の場合にエッチング対象の配線断面形状がほぼ真四角になるようにエッチング条件を設定することを意味している。
【0013】
こうしたエッチング条件設定の場合、あるモデル配線の周囲に他の配線が存在しないようなレイアウトパターンに対しては、そのモデル配線のボトム部が太まり、配線抵抗値が低くなる傾向がある。この理由としては、周囲に配線が存在しない場合、ドライエッチング時に取り除くメタルの量が非常に多くなり、一旦プラズマエッチングで飛ばされたエッチング対象であるメタルが、再度配線パターンの側壁に堆積するメカニズム等により説明されている。(図14(a)、図14(b)、および図14(c)にそれぞれ示す、ライン&スペース・パターンの断面図、孤立パターンの断面図、および図14(b)の拡大図を参照)
よって、着目配線の隣に来る配線が遠い程エッチング時に側壁近傍で飛ばされるメタル量が増え、たとえ着目配線のトップ部が光近接効果補正等により所望のレジスト幅に仕上がっていたとしても、配線ボトム部の幅が広がった、上底よりも下底の方が大きな台形形状になってしまうという課題がある。
【0014】
図15に、その配線スペースと配線仕上がり幅との依存性グラフ(実測値)を示す。図15からもわかるように、配線のトップ部の寸法は配線間距離(スペース幅)が変わってもほとんど変化しておらず、ボトム側の寸法が変化している。このことから、リソグラフィをケアしてレジスト寸法がきちんと出るように光近接効果補正や孤立パターンに対する補正等をいくら行ったとしても、このボトム部の太りに対しては精度良く扱いきれないことが判る。
【0015】
より正確に言うと、エッチングプラズマはレジストの上から配線パターンに垂直に飛んでくるのでレジスト寸法以上には削れないという理由付けで上記説明を行ったが、エッチング工程の条件設定によっては、配線パターンの側面部に飛び込んでくる速度成分を持ったエッチングプラズマによってレジスト下の配線トップ部寸法もレジスト寸法以上に削れてしまうこともあり得る。
【0016】
また、こうしたプロセス工程に対しては、パターン面積率というファクターが重要な因子なのであるが、この配線ドライエッチの工程に対しても、従来から光近接効果等を用いて議論されているレジストのリソグラフィ工程に対しても、対象パターンの面積率が未考慮であり、それを考慮に入れることで配線の仕上がりパターン形状、及びそれから導出される機能確認シミュレーションで使用する配線抵抗や容量等の回路パラメータの精度をさらに向上出来ることが判った。
【0017】
図16に、メタルをドライエッチング工程で削るプロセスにおける配線パターン面積率(開口率=100−パターン面積率で表す)と配線仕上がり幅のズレ量との相関データ(実測値)を示す。図16に示すように、配線パターン面積率が小さくなる(開口率が大きくなる)ほど、配線仕上がり幅は太めになっていくことがわかる。ちなみに、ゲート電極は配線とはエッチングされる材料が異なるので、エッチング時に付くテーパー角は配線ほど問題になるレベルではない。
【0018】
また最近、配線の低抵抗化/高信頼性化を狙って、配線材料をアルミでなく銅(Cu)を用いるプロセスも用いられて来つつある。Cuの場合はエッチングが難しく、層間膜を掘り込んでおいてその中にCuを埋め込み、CuをCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)して形成するダマシンプロセスを用いるのが現在の主流プロセスである。しかし、このダマシンプロセスにおいてもエッチング工程を用いているので、この配線間の距離や面積率によってテーパー角が変わる問題は同一である。但し、配線自体をエッチングするのとポジとネガが逆の関係であり、配線自体をエッチングする場合とは配線間距離や配線パターン面積率と仕上がり幅との相関関係は増減が逆の関係となる。また、配線幅が太いパターンにおいて、メタルCMP時に配線幅がすり鉢型に中央程薄くなるディッシングと呼ばれる不具合が発生すること等が配線自体をエッチングするプロセスとは異なる。
【0019】
また、前述のトランジスタ分離領域形成プロセスSTIにおいても、分離領域を掘り込む際にエッチング工程が存在するので、詳細はそのエッチング特性にも依存するが、トランジスタ活性領域間の距離が変わればSTI端のテーパー角が変わり、トランジスタゲート幅が変化する可能性がある。
【0020】
したがって、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高精度な配線仕上がり幅算出および高精度な回路シミュレーションを可能にする回路パラメータ抽出方法、それを用いた半導体集積回路の設計方法および装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明の第1回路パラメータ抽出方法は、半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、モデル配線と該モデル配線の周囲に存在する同層の配線との距離と、該モデル配線のマスクレイアウト幅と仕上がり幅との差との相関データを準備し、実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線と同層で周囲に存在する配線との距離を抽出し、抽出した前記解析配線のレイアウト配線幅と、同じく抽出した前記解析配線と前記解析配線の周囲に存在する前記配線との距離とに対して、前記相関データを参照することによって得られる配線仕上がり幅を用いて、配線抵抗値と配線容量値を算出することを特徴とする。
【0022】
この第1回路パラメータ抽出方法によれば、従来技術では未考慮であった解析配線の仕上がり幅とその解析配線の周囲に存在する配線との距離との相関データを用いることにより、従来よりもより高精度な配線抵抗/容量の抽出、及び高精度な回路シミュレーションが可能となる。これにより、チップ上の各場所での配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0023】
また、本手法はリソグラフィ工程に起因して生ずる配線仕上がり幅の変化も含めて用いることが可能であるので、配線トップ部の寸法がマスクレイアウトパターン通りの寸法に仕上がっていなくても、その差も含めて高精度に配線パラメータを抽出しシミュレーションできる。その応用的使用方法としては、配線に用いるレジストが加工ルール的には断線やショートには至らないOKのレベルだが仕上がりバラツキに関する規格値としてはOPCを用いねば実現不可能な精度を要求されているような場合において、OPC無しで本発明の配線間距離と配線仕上がり幅依存性を考慮した回路パラメータ抽出も用いることによって、OPC用の微細追加パターンを扱える高精度な高額マスクや長時間のOPCマスク処理が不要となる。
【0024】
前記の目的を達成するため、本発明の第2回路パラメータ抽出方法は、半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、モデル配線の配線層の、ある設定領域内における配線パターンの存在割合である配線パターン面積率と、該モデル配線の仕上がり幅の変化量との相関データを準備し、実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線の配線層のパターン面積率を計算し、抽出した前記解析配線の配線長と配線幅と、計算した前記解析配線層の前記パターン面積率とに対して、前記相関データを参照することによって得られる、面積率に起因した配線仕上がり幅の変化量を用いて、配線仕上がり幅を求め、配線抵抗値と配線容量値を算出することを特徴とする。
【0025】
この第2回路パラメータ抽出方法によれば、解析配線の配線層面積率と解析配線仕上がり幅との相関データを用いることにより、高精度な配線抵抗及び配線容量パラメータの抽出が可能となる。また、チップ上の各場所での配線の粗密差や配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0026】
前記第1および第2回路パラメータ抽出方法において、準備する前記相関データ、前記モデル配線の配線断面を、長方形、長方形以外の鋭角や鈍角の角を有する四角形、四角以上の多角形、ある辺の形状をある曲率の円周曲線として表現する形状、およびある辺をある関数曲線で表現する形状のいずれかの変化として表現し、前記抽出した前記解析配線のレイアウト上の配線長と配線幅に加えて、前記相関データを参照することで求められる仕上がり後の配線断面形状の断面積を計算することにより単位長当たりの配線抵抗値を求め、該単位長当たりの配線抵抗値とレイアウト上の配線長より解析配線の抵抗値と容量値を算出することが好ましい。
【0027】
この方法によれば、従来の真四角な断面として扱われていたものよりもより高精度な抵抗計算が可能となる。
【0028】
また、前記配線断面形状を台形形状として取り扱うことが好ましい。
【0029】
この方法によれば、従来の真四角な断面として扱われていたものよりもより高精度な抵抗計算が可能となる。特に、台形形状は扱いがさほど複雑ではなく、かつ、配線仕上がり形状をかなり精度良く取り扱える近似形状である。
【0030】
前記の目的を達成するため、本発明の第3回路パラメータ抽出方法は、半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、モデル配線のレイアウト上の配線幅をパラメータとして、該モデル配線と該モデル配線の周囲に存在する同層の配線との距離と、該モデル配線の抵抗値及び容量値の変化量とを表現した相関データを準備し、実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線と同層で周囲に存在する配線との距離を抽出し、抽出した前記解析配線のレイアウト配線幅をパラメータとして、前記相関データを参照することにより、前記解析配線の仕上がり抵抗値及び容量値を算出することを特徴とする。
【0031】
この第3回路パラメータ抽出方法によれば、ASIC設計手法のように決まった配線幅でのレイアウトが主のケースにおいては、直接着目配線の抵抗値を用いた方が、計算量が少ない効率的な、隣接配線間距離が配線抵抗に与える影響を考慮した回路シミュレーションが可能となる。
【0032】
前記の目的を達成するため、本発明の第4回路パラメータ抽出方法は、半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、モデル配線のレイアウト上の配線幅をパラメータとして、該モデル配線の配線層のある設定領域内における配線パターンの存在割合である配線パターン面積率と、該モデル配線の抵抗値及び容量値の変化量との相関データを準備し、実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線の配線層のパターン面積率を計算し、抽出した前記解析配線のレイアウト配線幅をパラメータとして、前記相関データを参照することにより、前記解析配線の仕上がり抵抗値及び容量値を算出することを特徴とする。
【0033】
この第4回路パラメータ抽出方法によれば、ASIC設計手法のように決まった配線幅でのレイアウトが主のケースにおいては、直接着目配線の抵抗値を用いた方が、計算量が少ない効率的な、配線層面積率が配線抵抗に与える影響を考慮した回路シミュレーションが可能となる。
【0034】
前記第1から第4回路パラメータ抽出方法において、準備する前記相関データ、テーブル化もしくは近似計算式化されていることが好ましい。
【0035】
この方法によれば、テーブル化表現ではそのテーブルポイントでは実測値ベース等で用意された所望の値そのものでシミュレーション可能となり、(ポイント間は通常一次あるいはさらに高次の関数等で補間)近似計算化表現では、配線スペース等に関する連続したポイントにおいて高精度な合わせこみが可能となる。
【0036】
前記第2および第4回路パラメータ抽出方法において、前記配線パターン面積率の計算を行う際に、チップ面積全体に占める配線パターンの面積率を計算することが好ましい。
【0037】
この方法によれば、チップの中において著しい配線パターンの粗密が無い限りは、少ないCAD処理及びCADオペレーション回数で、配線パターン面積率を用いた高精度の配線抵抗と配線容量算出が可能となる。
【0038】
または、前記第2および第4回路パラメータ抽出方法において、前記配線パターン面積率の計算を行う際に、回路ブロック毎に配線パターンの面積率を計算することが好ましい。
【0039】
この方法によれば、面積率計算を行う際に、ブロック面積に対する面積率を使用することで、面積率計算が数回〜数十回程度で良くなるので、高負荷のCAD処理を行うことなしに、配線面積率を考慮に入れた回路パラメータ抽出が可能となる。また、ブロックレベルで、配線が多いか少ないか、ゲート幅の大きいトランジスタを多数使っているか否か、トランジスタと配線どちらが面積を決めているのかという特徴は決定していることが多いので、CAD負荷量も考慮に入れた場合には非常に有効な手法となる。
【0040】
または、前記第2および第4回路パラメータ抽出方法において、前記配線パターン面積率の計算を行う際に、配線加工プロセス工程が周囲に存在する配線パターンの面積率の影響を受け得る範囲内において、パターン面積率の計算を行うことが好ましい。
【0041】
この方法によれば、面積率計算を行う際に、着目プロセス工程が影響を受ける領域をとって面積率を計算することで、プロセス仕上がりをケアした処理としては理想的な形となるので、高精度な回路パラメータ抽出が可能となる。
【0042】
また、最小加工寸法の10倍の領域範囲内において、前記配線パターン面積率の計算を行うことが好ましい。
【0043】
これにより、配線層面積率への依存度合いが大きい工程が配線エッチング工程である場合に、その配線面積率が配線レイアウト幅に対する配線仕上がり幅の変化量に大きく影響を及ぼす領域は、解析配線に対して最小加工寸法の10倍程度の範囲内であるので、高精度な回路パラメータ抽出が可能となる。
【0044】
前記の目的を達成するため、本発明の半導体集積回路の第1設計方法は、前記第1から第4回路パラメータ抽出方法と、半導体リソグラフィ工程で使用するフォトマスクデータ生成工程におけるリソグラフィ工程に起因したレジスト仕上がり幅の変化量を補正する光近接効果補正、及びレジストのエッチング工程に起因した孤立パターンでのレジスト細りの変化量補正とを合わせて用いることを特徴とする。
【0045】
この第1設計方法によれば、半導体リソグラフィ工程での光近接効果補正や孤立パターンに対するエッチングのレジスト細り補正を行った上でもまだ残る、配線エッチングに起因した仕上がり形状とのズレを補正することが可能になる。
【0046】
前記の目的を達成するため、本発明の半導体集積回路の第2設計方法は、マスクレイアウトデータを一旦参照して、前記第1から第4回路パラメータ抽出方法を用いて、配線仕上がり幅と配線抵抗値及び配線容量値を算出した上で、前記配線抵抗値及び配線容量値と設計時に設定した所望の配線抵抗値及び配線容量値とを比較し、レイアウト配線幅に対して前記所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づける補正を加えるか否かを判定し、前記判定の結果、補正が必要である場合に、前記所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づけるように前記レイアウト配線幅に補正を加え、再度、前記レイアウト配線幅を補正した後の配線抵抗値及び配線容量値を用いて、半導体集積回路のタイミングシ検証ミュレーションを行うことを特徴とする。
【0047】
この第2設計方法によれば、解析対象の配線仕上がり時の抵抗値及び容量値を正確に取り扱えるだけでなく、再度、論理&タイミング設計時に想定していた抵抗値に近づける処理が施されるので、最終タイミング検証シミュレーションでの検証結果がよりOKになり易くなる。また、チップ上の各場所での配線の粗密差や配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0048】
前記の目的を達成するため、本発明の半導体集積回路の第3設計方法は、配線の断面形状を台形形状として扱い、リソグラフィ工程に起因したレジスト仕上がり幅の変化量を補正する光近接効果補正、およびレジストのエッチング工程に起因した孤立パターンでのレジスト細りの変化量補正を加えるレイアウト補正を行い、前記レイアウト補正を用いた上での、モデル配線と該モデル配線の周囲に存在する同層の配線との距離と、該モデル配線の仕上がり形状の上底及び下底との第1相関データと共に、前記レイアウト補正を用いた上での、前記モデル配線の配線層の面積率と、前記モデル配線の仕上がり形状の上底及び下底の仕上がり値との第2相関データとを準備し、実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線と同層で周囲に存在する配線との距離を抽出し、前記解析配線の配線層のパターン面積率を計算し、抽出した解析配線の前記配線長、前記配線幅、前記解析配線と同層で周囲に存在する配線との前記距離、および前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を用いて、前記解析配線の台形形状断面における上底及び下底の変化量、前記解析配線の配線断面積、および配線抵抗値を計算し、計算した前記解析配線抵抗値に対して、設計時に意図した所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づける補正を加えるか否かを判定し、前記判定の結果、補正が必要である場合に、前記所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づけるようにレイアウト配線幅を変化させる補正を加え、再度、前記補正を行った後の配線抵抗値及び配線容量値を用いて、半導体集積回路のタイミング検証シミュレーションを行うことを特徴とする。
【0049】
この第3設計方法によれば、従来技術では未考慮であった解析配線の仕上がり幅とその解析配線の周囲に存在する配線との距離との第1相関データ、および解析配線の配線層面積率と解析配線仕上がり幅との第2相関データを、比較的扱い易く高い精度が出る台形断面形状として扱うことにより、仕上がり等の配線抵抗及び配線容量を容易かつ高精度に抽出可能となり、再度、論理&タイミング設計時に想定していた抵抗値に近づける処理が施されることにより、最終タイミング検証シミュレーションでの検証結果がよりOKになり易くなる。
【0050】
前記第3設計方法において、前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を計算する際に、チップ面積全体に占める配線パターンの面積率を計算することが好ましい。
【0051】
この方法によれば、チップの中において著しい配線パターンの粗密が無い限りは、少ないCAD処理及びCADオペレーション回数で、配線パターン面積率を用いた高精度の配線抵抗と配線容量算出が可能となる。
【0052】
または、前記第3設計方法において、前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を計算する際に、回路ブロック毎に配線パターンの面積率を計算することが好ましい。
【0053】
この方法によれば、面積率計算を行う際に、ブロック面積に対する面積率を使用することで、面積率計算が数回〜数十回程度で良くなるので、高負荷のCAD処理を行うことなしに、配線面積率を考慮に入れた回路パラメータ抽出が可能となる。また、ブロックレベルで、配線が多いか少ないか、ゲート幅の大きいトランジスタを多数使っているか否か、トランジスタと配線どちらが面積を決めているのかという特徴は決定していることが多いので、CAD負荷量も考慮に入れた場合には非常に有効な手法となる。
【0054】
または、前記第3設計方法において、前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を計算する際に、配線加工プロセス工程が周囲に存在する配線パターンの面積率の影響を受け得る範囲内において、パターン面積率の計算を行うことが好ましい。
【0055】
この方法によれば、面積率計算を行う際に、着目プロセス工程が影響を受ける領域をとって面積率を計算することで、プロセス仕上がりをケアした処理としては理想的な形となるので、高精度な回路パラメータ抽出が可能となる。
【0056】
また、最小加工寸法の10倍の領域範囲内において、前記解析配線の配線層の前記パターン面積率の計算を行うことが好ましい。
【0057】
これにより、配線層面積率への依存度合いが大きい工程が配線エッチング工程である場合に、その配線面積率が配線レイアウト幅に対する配線仕上がり幅の変化量に大きく影響を及ぼす領域は、解析配線に対して最小加工寸法の10倍程度の範囲内であるので、高精度な回路パラメータ抽出が可能となる。
【0079】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0080】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について、図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャート、図2は、配線間スペースの大きさによる配線仕上がり形状を断面で示す模式図である。
【0081】
まず、レイアウトデータ100と、モデル配線に対して同層で隣りに存在する配線との距離とモデル配線の仕上がり幅との相関データ101を用意する。相関データ101は、上述したが、図2に示すように、配線が狭いスペースでレイアウトされている時はほぼ真四角な形状に仕上がっていても、同層配線間の寄生容量を減らす等のために配線間隔を広げてレイアウトを行った場合に、配線エッチング工程の特性から配線のボトム部の幅が広がってしまうことに基づいて作成している。データとしては、図15のようなデータを計算式化もしくはテーブル化して準備することになる。具体的に数値を用いて計算する例は第4の実施形態にて説明する。
【0082】
また、この相関データ101は、実測データやプロセスシミュレーションによって得るものであるが、光近接効果補正の有無やその仕様等に関しては、実際にレイアウトデータからマスクデータを作成する際に用いるものと同一仕様でなくてはならない。
【0083】
ある配線幅ごとに左右の配線間距離をパラメータとしたテーブルあるいは関数でもって表現したものを用意した場合の利点として、テーブル化表現では、そのテーブルポイントでは実測値ベース等で用意された所望の値そのものでシミュレーション可能となり、(ポイント間は通常一次あるいはさらに高次の関数等で補完)近似計算化表現では、配線スペース等に関する連続したポイントにおいて高精度な合わせこみが可能となる。
【0084】
また、データの持ち方としては、配線幅個別にでなく、レイアウト配線端においてトップ及びボトム部の増減量を表現することにより、異なる配線幅ごとにデータを準備するよりもデータ量を減らしても良い。
【0085】
さらには、ASIC設計手法のように、使用する配線幅がある程度限られているような場合には、101の同層配線間レイアウト距離と配線仕上がり幅依存性の配線仕上がり幅の代わりに、同層配線間レイアウト距離と仕上がりの配線抵抗値との依存性データを用いてもかまわない。
【0086】
ASIC設計手法のように、決まった配線幅でのレイアウトが主たるケースにおいては、直接着目配線の抵抗値を用いた方が、計算量が少ない効率的な回路シミュレーションが可能となる。
【0087】
図1において、まず、レイアウトデータ100より、従来手法と同じく、配線幅、配線長、配線間距離を抽出工程102により抽出する。ここで言う配線間距離は容量計算にも用いられるため、それには異層メタルに対する距離の抽出も含まれる。
【0088】
次に、工程102において抽出した配線幅に対して、同じく工程102で抽出した同層の配線間距離と先に準備していた配線仕上がり幅の配線間距離依存性データ101を用いて、各々着目する配線のレイアウト幅に対して補正をかけることで配線仕上がり幅を予想する(工程103)。この補正された予想仕上がり配線幅及び配線間距離と配線容量データ104を用いることで、配線抵抗及び配線容量をプロセス工程後の実物仕上がり値により近いものとして高精度に計算することが可能となる(工程105)。
【0089】
本実施形態により、従来技術では未考慮であった解析配線の仕上がり幅とその解析配線の周囲に存在する配線との距離との相関データを用いることにより、従来よりもより高精度な配線抵抗/容量抽出、及び高精度な回路シミュレーションが可能となる。これにより、チップ上の各場所での配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0090】
また、本手法はリソグラフィ工程に起因して生ずる配線仕上がり幅の変化も含めて用いることが可能であるので、配線トップ部の寸法がマスクレイアウトパターン通りの寸法に仕上がっていなくても、その差も含めて高精度に配線パラメータを抽出しシミュレーションできる。その応用的使用方法としては、配線に用いるレジストが加工ルール的には断線やショートには至らないOKのレベルだが仕上がりバラツキに関する規格値としてはOPCを用いねば実現不可能な精度を要求されているような場合において、OPC無しで本発明の配線間距離と配線仕上がり幅依存性を考慮した回路パラメータ抽出も用いることによって、OPC用の微細追加パターンを扱える高精度な高額マスクや長時間のOPCマスク処理が不要となる。
【0091】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について、図3および図4を参照して説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャート、図4は、図3の一部を変更したフローチャートである。なお、本実施形態は、配線仕上がり幅の配線面積率依存性データの活用方法に関するものである。
【0092】
また、配線面積率の考慮だけでなく、第1の実施形態に示した配線仕上がり幅の配線間距離依存性データ101を合わせて用いる場合を例に説明する。
【0093】
まず、図3のフローチャートから説明する。
【0094】
図3において、レイアウトデータ100より配線幅、配線長、配線間距離を抽出する工程102、参照する配線間隔−配線仕上がり幅相関データ101、および相関データ101を用いて仕上がり配線幅補正予測する工程103については、第1の実施形態と同一である。
【0095】
本実施形態では新たに、図13に示すような配線面積率と配線仕上がり幅との相関データ201を準備する。レイアウトデータ100とそこから抽出した配線データとを基に、配線面積率計算工程200によって配線面積率を計算する。配線面積率計算工程200は、理想的には着目するプロセス工程が周辺のパターンに影響を受ける領域範囲に適切に分割しながら面積率を求めるのが望ましい。エッチング工程においては、最小加工サイズの約10倍程度の範囲内における面積率を計算するのが望ましく、ダマシンプロセスで用いられるメタルCMP工程におけるディッシングやエロージョンといった配線膜厚の減少を扱う場合には、研磨パッドの硬さ等に依存するが100〜500μm範囲内で扱うのが望ましい。
【0096】
しかしながら、その着目配線すべてに対してある限定した範囲内の面積率を計算していくことはCAD処理上負荷が大きいので、チップの中において著しい粗密が無い限りは、請求項11に記載のように、着目ブロック単位あるいはチップ全体に対して面積率を計算して用いてもかまわない。
【0097】
この配線面積率計算工程200で求めた面積率を配線面積率−配線仕上がり幅との相関データ201に参照して、仕上がり配線幅補正予測する工程103で求めた配線幅の補正予測値に対してさらに配線幅に補正をかける(工程202)。以上の工程を通して算出した配線幅及び配線間隔を用いて、配線容量データ104を参照し、工程105により配線抵抗と配線容量の最終仕上がり予測値を求める。
【0098】
以上の図3に示す方法は、補正工程を配線間隔依存性と配線面積率依存性との2段階に分けたフローチャートで表現したが、図4の工程203に示すように、用意する相関データを配線面積率もパラメータとした同層配線間隔−配線仕上がり幅相関データとして準備すれば、フロー的には簡略化される。(但し、考え方としては図3と図4は同一である。)
扱う面積率計算範囲の利点を再度まとめると以下の通りである。
【0099】
(1)面積率計算を行う際に、着目プロセス工程が影響を受ける領域をとって面積率を計算する場合、エッチング工程で言うと最小加工寸法の約10倍程度の範囲で計算すると、プロセス仕上がりをケアした処理としては理想的な形となるので、高精度な回路パラメータ抽出が可能となる。
【0100】
(2)面積率計算を行う際に、チップ面積に対する面積率を使用すれば、面積率計算が一度で良くなるので、高負荷のCAD処理を行うことなしに、配線面積率を考慮に入れた回路パラメータ抽出が可能となる。
【0101】
(3)面積率計算を行う際に、ブロック面積に対する面積率を使用することで、面積率計算が数回〜数十回程度で良くなるので、高負荷のCAD処理を行うことなしに、配線面積率を考慮に入れた回路パラメータ抽出が可能となる。
【0102】
また、ブロックレベルでは、▲1▼配線が多いか少ないか、▲2▼ゲート幅の大きいトランジスタを多数使っているか否か、▲3▼トランジスタと配線どちらが面積を決めているのか、という特徴はだいたい決定していることが多いので、CAD負荷量も考慮に入れた場合には有効な手法である。
【0103】
以上のように、解析配線の配線層面積率と解析配線仕上がり幅との相関データを用いることにより、高精度な配線抵抗及び配線容量パラメータの抽出が可能となる。また、チップ上の各場所での配線の粗密差や配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0104】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について、図5から図8を参照して説明する。
【0105】
なお、本実施形態では主に、配線断面形状を台形として扱う手法について説明する。さらに、第1、第2の実施形態でも示した配線仕上がり幅の同層配線間距離依存性と面積率の両方を扱うとともに、光近接効果補正等のレジスト仕上がり幅に対する補正を加える場合も合わせて示す。
【0106】
図5は、本発明の第3の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャートである。図5において、301は、レジストに対する光近接効果補正等の補正を加えたマスクを用いて拡散された実際の半導体から測定した、面積率をパラメータとした、配線間距離−配線仕上がり幅相関データである。
【0107】
たとえマスクのリソグラフィ実力に余裕が無く、配線間距離によってエッチング前のレジスト幅自体が異なるような場合でも、マスクデータにOPC補正を加えることでレジスト仕上がり寸法としてほぼ所望の値が実現可能になる。レジスト寸法は一般的に、パターン同士の距離がある程度以上接近すると光の干渉によりレジスト仕上がりパターンが細くなるので、OPC対応ではそのような近接パターンのマスクを太目に補正しておく。ある程度の距離が離れるとマスクパターン寸法通りにレジスト寸法が仕上がる。しかしながら今度は、孤立のパターンとなった場合は、レジストのオーバーエッチングによりレジストが細くなる傾向もまたある。但し、レジストのエッチングは薬液によるものが多く感光工程で所望のパターンサイズにパターンニングされていれば、孤立パターンのレジストエッチングはさほど問題にならないのが一般的である。
【0108】
本発明が問題にするのは、たとえ上記のようなOPCを活用してレジストが所望の値に仕上がったとしても、そのサイズに仕上がるのは配線断面のトップ部のみであり、配線間距離が離れるに従いボトム部は太くなってしまう、という点にある。図6に、ドライエッチング工程により形成される配線の断面形状を模式的に示す。
【0109】
図7は、図6の模式図に基づき実測値をベースに作成したものであるが、配線間距離に対する仕上がり幅を示すグラフ(a)、および配線間距離に対する片側でのトップとボトムとの差を示すグラフ(b)である。図7(a)に示すように、配線間距離が最小スペースの6倍程度離れるとボトムはトップの2倍近いサイズになる。配線断面形状を台形形状、配線膜厚を0.4μmと仮定して、単位長さ当たりの配線抵抗比を概算すると、レジスト寸法通りの幅で真四角で仕上がったとした場合の約1.5倍の抵抗値になることになる。
【0110】
ちなみに、この隣り合う同層配線間の距離を大きくすることは、配線容量を削減して高速化を図る際によく用いられる設計手法である。図7のデータを基に、配線間距離と片側辺りのトップとボトムとの仕上がり値差を示しているのが図8(b)である。
【0111】
再度図5に戻って、設計フローを順に辿って説明する。
【0112】
まず、論理及びタイミング設計を行い(工程300)、そのネットリストを元に作成したレイアウトデータ100から配線幅、配線長、同層/異層含めての配線間距離を抽出し(工程102)、抽出した配線幅に対して、図8(b)に示すように、配線間距離依存性を配線の右端/左端それぞれに対して使用し、単位長さ当たりの仕上がり幅を算出し、その台形形状の断面積に応じて配線抵抗及び配線容量を求める(工程105)。この配線抵抗算出は、長さ方向に対しては、隣り合う配線との距離が異なる複数の部分に分割して活用する方がなお高精度となる。
【0113】
その後は、工程105で高精度に算出した配線抵抗及び容量を用いて、工程304にて最終のタイミング検証シミュレーションを行って動作確認を行い、タイミング検証結果判定工程306において、タイミング検証NGであれば再度OKになるように、タイミング調整用の回路及びレイアウト修正を工程303において実施し、抵抗値/容量値計算工程105に戻る。工程306にてタイミングがOKになったところで、前述の301のデータを収集する際に用いたと同一処理のレジスト寸法補正工程302の処理を行った後、工程303でマスクデータ処理しマスクデータを作成する設計手順となる。
【0114】
以上のように、配線断面を台形形状として取り扱うことで、従来の真四角な断面として扱われていたものよりもより高精度な抵抗計算が可能となる。台形形状のトップ側は配線用レジストのリソグラフィ精度で決まっていたが、本実施形態によれば、配線ドライエッチで発生するテーパー形状とボトムの太りをより実物に近い形で正確に取り扱うことが可能となる。
【0115】
また、配線間距離や配線面積率との相関データを上底に対する下底の太り分のみで表現しておくことで、配線太さごとに相関データを準備するよりも準備データ量を少なくすることが出来る。
【0116】
さらに、リソグラフィに起因したレジストの仕上がり幅の変化を補正する光近接効果補正や孤立パターンに対するレジスト細り等の対策を併せて用いることにより、設計値に近い値で高精度シミュレーションが実現出来る。
【0117】
次に、本実施形態による配線断面形状を台形として扱う手法についてより具体的な数値例を用いて説明する。
【0118】
図8(a)に示すように、配線幅0.4μmで配線長1mm、解析配線の左右にそれぞれ、距離0.9μm、1.5μmの間隔で隣接配線が長さ1mmに渡って解析配線に対して配置されているものとする。配線断面形状は、台形形状として扱うものとする。また、配線膜厚は0.4μmとし、レイアウト上の配線間隔が0.5μmで両脇に存在した場合、配線トップ部幅が0.4μm、配線ボトム部幅が0.5μmであるとする。
【0119】
ここで、配線の抵抗値R[Ω]は、配線断面積をA[μm2]、配線長をL[mm]とすると、
(数1)
R[Ω]=(0.18/A)×L[mm]×200[Ω/mm]
という配線断面積Aに反比例、配線長Lに比例する形で与えられるものとする。
【0120】
隣接配線との距離がS[μm]の時のトップ部及びボトム部の変化量は、図8(b)で与えられるような、トップ部は常に増減が無く一定で、ボトム部が配線間距離が開くに従って距離1.5μmまでは幅が太くなり、距離1.5μm以上では太り幅は増えないというように近似表現されるものとする。なお、図8(b)はテーブル形式表記であるが、その下に示すような関数式で表現しても良い。
【0121】
今、解析配線と左の隣接配線との距離は0.9μmであるので、図8(b)より、ボトム幅増分は0.1μmである。また、解析配線と右の隣接配線との距離は1.5μmであるので、図8(b)より、ボトム幅増分は0.25μmである。故に、解析配線のトップ幅は0.4μm、ボトム幅は0.5+0.1+0.25=0.85μmとなる。
【0122】
配線断面積は、台形面積の計算式である(上底+下底)×高さ÷2で計算出来るので、(0.4+0.85)×0.4÷2=0.25[μm2]となる。
【0123】
よって、上記式1を用いることにより、配線の抵抗値はR=(0.18/0.25)×1×200=144[Ω]と算出される。
【0124】
配線間距離による変化を考慮しない場合には、常に断面積は0.18μm2であるとして扱うことになるので、配線抵抗は200[Ω]であるから、抵抗値誤差が{(200−144)/200}×100=28%存在していることになる。
【0125】
このように、配線断面を台形形状で表現し、解析配線と隣接配線との距離と解析配線仕上がり幅との相関データを、またテーブル表記あるいは関数表記を用いることにより、配線抵抗パラメータの抽出精度をより向上させることが可能となる。
【0126】
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態について、図9を参照して説明する。
【0127】
図9は、本発明の第4の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャートであり、工程105までは第3の実施形態をベースとしている。それに加えて、工程105による計算後の抵抗値が実レイアウト前の論理&タイミング設計300で用いられていた時に仮定されていた形状(ここでは、通常のライン&スペース時に実現されるほぼ真四角に近い断面形状の際に仕上がる場合とする)での配線抵抗値と比較してその差を検出する工程701と、ある規定値以上のズレがある場合に、元のレイアウトデータ100に対して配線幅の補正処理を行うべきとの判定を行う判定工程702と、実際にレイアウト配線幅に対して修正処理を行う工程703とを有するものである。
【0128】
このフローに基づいて処理されることで、解析対象配線は、再度工程300の論理&タイミング設計時に想定していた抵抗値に近づくようになるので、最終タイミング検証シミュレーション工程304での検証結果がよりOKになり易くなる。また、チップ上の各場所での配線の粗密差や配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる
ちなみに、最新の自動配置配線ツールは、配線抵抗をそろえてクロックスキューを抑制するために、クロック分配ポイントから各フリップフロップへの配線長をほぼ同一にしてレイアウトする機能を有している。こうした機能を有していても、配線の粗密や配線間距離によって配線抵抗に差が生ずる場合は未考慮であるので、本実施形態が有効なスキュー抑制手法となる。
【0129】
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態について、図10を参照して説明する。
【0130】
図10は、ゲート長の想定プロセス変動範囲を示す模式図である。
【0131】
図10に示すように、LSI設計時に仮定される主要な設計マージンは、電源電圧変動分や温度依存性分の他に、プロセス変動分という重要なファクターがある。プロセス変動分の中でLSIの動作スピードに最も効くのは、通常、トランジスタの駆動電流(Ids)であり、そのIdsのバラツキ量の支配的要因はゲート長である。ASIC設計手法の場合、セルレベルで用意された部品(ライブラリ)を組み合わせて所望の機能を実現するのだが、結果として対応する品種数分の種々のレイアウトが存在することとなり、その多数のレイアウト全てに対してLSIの正常動作を保証しなくてはならないので、必然的にある程度ゲート電極の加工精度を広めに仮定せざるを得ない。しかしながら、実際にレイアウトが終了した段階ではゲート電極面積率は決定しているため、レイアウト確定後はその想定バラツキ範囲を狭く設定することが可能である。
【0132】
ゲート電極の形成はそのパターンが非常に微細であるため、パターン形成用レジストの寸法精度の影響が大きく出る。そのため、電極素材自体のエッチングよりもレジスト仕上がり寸法の影響の方が大きく、ゲート電極面積率が小さい場合は、レジストがオーバーエッチング気味になってゲート長が細めに仕上がることになる。この場合には、ゲート長が細い領域でショートチャネル効果を示しているトランジスタの閾値電圧は低め、トランジスタ駆動電流値は高めとなり、動作スピード的には高速条件となる。結果として、スピード面での保証値を高目に設定可能となる。
【0133】
逆にゲート電極面積率が大きい場合は、レジストがアンダーエッチング気味になってゲート長が太目に仕上がる。この場合、ゲート長が細い領域でショートチャネル効果を示しているトランジスタでは閾値電圧は高めとなり、ゲート幅の管理規格的にはOKの範囲であるとは言えスピードマージンは少なくなる方向であり、配線遅延の増加等何かしらのプロセス的な不具合が生じた場合には、スピード未達による歩留りロスに至るリスクが高まる。
【0134】
ゲート長が太目に仕上がる場合の利点としては、トランジスタのオフ電流が少なくなるので、携帯機器等で重要な性能項目であるスタンバイ電流規格に対して余裕が生ずる。特に、LSIのレイアウトでは最小ゲート長が用いられることが多いのだが、このスタンバイ電流について、最小ゲート長トランジスタを用いてレイアウトしている場合には、平均的な条件に対する最良および最悪条件は各々約1/10倍および約10倍程度バラツクのが一般的である。このため、この面積率を考慮に入れることによって、ゲート長バラツキの面積率依存分を無くして規格値の見積りを行うことが可能となり、プロセスバラツキ分を考慮したスタンバイ電流値の保証規格値をより少ない値に設定することが可能となる。また言い換えれば、ゲート長が細目に仕上がるような場合には、オフ電流増加に対するリスクを事前に見積ることにより、レイアウトが完成した後でもプロセス的な拡散条件でVt注入条件を高めに設定し直す等の的確な対処を早い時期に施すことが出来る。
【0135】
(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態について、図11を参照して説明する。
【0136】
また、本実施形態では、第5の実施形態で説明したゲート電極素材の仕上がり幅とその面積率依存性の概念をブロックごとに用いる。
【0137】
現在の微細プロセスは、微細化が進んで集積度が増したことから、一つのチップの中に複数の機能ブロックを有しているのが一般的である。このブロックについては、▲1▼配線でブロック面積が決まる場合、▲2▼配線工程以前のバルク部分でブロック面積が決まる場合、▲3▼メモリセルのようにゲート電極面積が非常に高い場合等、ブロックごとにゲート電極の面積率が異なる傾向が出て来ている。
【0138】
図11は、本発明の第6の実施形態におけるLSIのブロック配置を示す概略図である。
【0139】
図11において、ブロックA(902)はゲート面積率が小さく、ブロックB(903)はゲート面積率が大きく、ブロックC(904)はゲート面積率がブロックAとBの中間であると仮定する。元々の設計方針として、プロセスバラツキに起因した平均からのスピード増減バラツキ幅が、高速条件側に+30%、遅い条件側に+30%であるとし、ブロックA、B、Cの想定スピード範囲はそれぞれ、ブロックAが+30%〜−20%、ブロックBが+20%〜−30%、ブロックCが+25%〜−25%になるものとする。ブロックAは遅い側には−30%でなく−20%分だけしか見なくて良くなるので、その分スピード面で余裕が生じる。汎用マイクロプロセッサ等で、周波数に応じてチップ価値が変わるようなものに対しては、高速になる分付加価値が高まるし、なにより、例えば図11のブロックC(904)に対してブロックA(902)から来る信号905と、ブロックB(903)から来る信号906との間で、LSI内のトランジスタ仕上がり寸法が同様であるとして扱う限りは検出不可能な、ブロック毎のゲート電極の粗密から生ずるトランジスタ駆動電流差、及びそこから生じるタイミングスキューが検出可能になる。
【0140】
従来は、LSIチップ上に形成されるトランジスタは全て同じ条件下で形成されるものとして扱われ、シミュレーション等によりタイミング検証が行われていた。しかしながら実際には、このゲート電極面積率の違いに起因したゲート長の仕上がり幅の違い、及びそれによって生ずるトランジスタ駆動能力の違いと回路動作スピードの違いがあるので、ブロック毎のゲート面積の粗密を考慮してタイミング検証シミュレーションを実行することにより、ブロック毎に最適なマージン設定でLSI設計が可能となる。
【0141】
また、対象とするLSI(900)が非同期設計である場合には、ブロックC(904)に対するブロックA(902)からの信号905とブロックB(903)からの信号906との間で発生し得るタイミングスキューに関しても高精度に取り扱うことが可能となり、LSIの設計品質の向上が図れる。
【0142】
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態について、図12を参照して説明する。
【0143】
本実施形態は、第6の実施形態で説明したゲート電極素材の仕上がり幅とその面積率依存性の概念をさらにスタンダードセルレベルに適用したものである。
【0144】
図12は、本発明の第7の実施形態におけるLSIのスタンダードセルライブラリ配置を示す概略図である。
【0145】
図12において、スタンダードセルユニット907が横方向に繋がって行きスタンダードセルレーン908を形成し、さらにそれと使用セルは異なるが同様の構造のスタンダードセルレーンが縦方向に複数並ぶ形で回路ブロックを形成している。実際には、個々のスタンダードセルの横幅はその機能や駆動能力によって回路構成内容が異なるので、当然ながら各セルの面積及び横幅も異なっている。
【0146】
ゲート電極面積率の違いに起因したゲート長の仕上がり幅の違いをより正確に扱うために、ブロックをゲート電極形成工程が影響を受ける領域範囲に切り分けた上でゲート電極面積率を計算する。
【0147】
理想的には、セル1A、1B、1C…と一つ一つのセルについてスキャンさせて行く形で全セルについてゲート電極面積率を計算した方がより正確である。しかしながら、CAD計算の負荷を減らすために、スタンダードセルブロックをゲート電極形成工程が影響を受ける領域範囲程度のサイズに切り分けて、その分割ブロック内毎にゲート電極面積率を計算してその計算面積率をその領域内に存在する全セルに対して使用することも可能である。
【0148】
これにより、ゲート電極面積率の違いに起因したゲート長の仕上がり幅の違い、及びそれによって生ずるトランジスタ駆動能力の違いと回路動作スピードの違いを、プロセス形成工程に対してブロック全体という領域範囲で扱うよりも、プロセス的な現象をより忠実かつ詳細に扱うことが可能となり、シミュレーション精度が向上する。
【0149】
よって、適切なゲート幅及びセルサイズでの設計が可能になると共に、ゲート電極面積率が異なるが故に発生し得るセル同士の駆動電流差に起因したタイミングスキューも抑制することができ、高品質なLSI設計が可能となる。
【0150】
(第8の実施形態)
本発明の第8の実施形態について、図17から図19を参照して説明する。
【0151】
STI(Shallow Trench Isolation)においても、STIの分離部分を形成する際にエッチング工程が用いられるので、その分離領域と活性領域の境界部に対してもエッチング起因のテーパーが生ずることになる。
【0152】
図17は、トランジスタ活性領域間の距離が近い場合のSTI構造を示すための平面図(a)および断面図(b)である。図18は、トランジスタ活性領域間の距離が離れている場合のSTI構造を示すための平面図(a)および断面図(b)である。
【0153】
図17に示す状態から、図18に示すようなトランジスタ活性領域間の距離が離れた場合に、STIに付くテーパー角が大きくなる。但し、エッチング条件にもよるのであるが、STI形成時には、レジストはトランジスタ活性領域の上に存在するので、前記配線パターンのレジスト寸法通りに仕上がり易いトップ側がトランジスタゲート幅を決めることになるので、その分離端のテーバー形状の影響を著しく受ける形にはならない。
【0154】
しかし、チャネルが表面よりも若干下目に形成されていたり、STIエッチング条件がレジスト下のトップ側部の方がより狭まるようなエッチング条件に設定されている場合には、レイアウトデータからシミュレーション用の回路データを抽出する際に、このトランジスタ同士の配置距離によって生ずるトランジスタゲート幅のマスクレイアウト幅と仕上がり幅との差が無視できなくなる。
【0155】
そこで、このトランジスタ同士の配置距離によって生ずるトランジスタゲート幅のマスクレイアウト幅と仕上がり幅との差をゲート幅抽出時に補正して抽出することにより、より高精度にトランジスタパラメータを抽出することが可能になり、タイミング検証シミュレーションの高精度化を図ることが出来る。
【0156】
次に、図19および図20を参照して、具体的に数値を用いた例について説明する。
【0157】
図19は、解析トランジスタの左右にSTI分離を挟み2つのトランジスタが隣接している様子を模式的に示す平面図(a)および断面図(b)である。図20は、トランジスタ間距離とマスクレイアウト上の端部からのゲート幅入り込み量との相関関係を示している。
【0158】
図19に示すように、解析トランジスタのレイアウト上の配線幅が0.4μmで、ゲート幅が伸びている方向に対して、左側に距離0.7μm、右側に距離1.5μmの間隔で隣接トランジスタが存在するものとする。
【0159】
トランジスタはSTIで分離されており、その端部の仕上がりは隣接トランジスタ同士の距離に応じてテーパーが付く。解析対象のトランジスタのゲート幅に影響が出るか否かはエッチング条件にも依存するが、本例では、STI分離のトップとボトムの中間点がレイアウト幅通りにエッチングされるような条件であると仮定し、隣接トランジスタ間の距離が0.5μmの場合にトランジスタ活性領域のレイアウト境界部にトランジスタの電気的なゲート幅の仕上がりエッジが形成され、その隣接トランジスタ間距離が離れるに従い、図20に示すようなトランジスタゲート幅入り込み量ΔWgになるものとする。図20は、テーブル形式表記になっているが、関数式で表現しても良い。
【0160】
図19に示すレイアウトを行った場合、解析トランジスタと左の隣接トランジスタとの距離は0.7μmであるので、図20に示すように、トランジスタゲート幅の左側からの入り込み量は0.01μmとなり、解析トランジスタと右の隣接トランジスタとの距離は1.5μmであるので、トランジスタゲート幅の右側からの入り込み量は0.05μmとなる。
【0161】
故に、解析トランジスタの仕上がりのゲート幅は、0.4−0.01−0.05=0.34μmとなる。
【0162】
ゲート幅が伸びる方向に存在する隣接トランジスタとの間の距離による変化を考慮しない場合には、常にトランジスタゲート幅はレイアウト寸法通りの0.4μmであるとすると、トランジスタゲート幅は0.34/0.4=0.85となり、15%の誤差を含むことになる。
【0163】
このように、解析対象トランジスタのゲート幅が伸びる方向に存在する隣接トランジスタとの間の距離による解析トランジスタのゲート幅の変化を考慮することにより、トランジスタゲート幅の抽出精度をより向上させることが可能になる。
【0164】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下に列記する効果を奏する。
【0165】
(1)着目配線の仕上がり幅とその着目配線の周囲に存在する配線との距離との相関データを用いることにより、高精度な配線抵抗/容量抽出、及び高精度な回路シミュレーションが可能となる。これにより、チップ上の各場所での配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0166】
(2)リソグラフィ工程に起因して生ずる配線仕上がり幅の変化も含めて用いることが可能である。その応用方法としては、配線に用いるレジストが加工ルール的には断線やショートには至らないOKのレベルだが仕上がりバラツキに関する規格値としてはOPCを用いねば実現不可能な精度を要求されているような場合においても、OPC無しで本発明の配線間距離と配線仕上がり幅依存性を考慮した正確な回路パラメータ抽出も用いることで、OPC用の微細追加パターンを扱える高精度な高額マスクや長時間のOPCマスク処理が不要になる。
【0167】
(3)解析配線の配線層面積率と解析配線仕上がり幅との相関データを用いることにより、高精度な配線抵抗及び配線容量パラメータの抽出が可能となる。また、チップ上の各場所での配線の粗密差や配線間距離差に起因して発生する配線抵抗値の違いによって生じうるタイミングスキュー等のタイミングエラーも抑制可能となる。
【0168】
(4)配線断面を台形形状として取り扱うことで、従来の真四角な断面として扱われていたものよりもより高精度な抵抗計算が可能となる。台形形状のトップ側は配線用レジストのリソグラフィ精度で決まっていたが、配線ドライエッチで発生するテーパー形状とボトムの太りをより実物に近い形で正確に取り扱うことが可能となる。また、配線間距離や配線面積率との相関データを上底に対する下底の太り分のみで表現しておくことで、配線太さごとに相関データを準備するよりも準備データ量を少なくすることが出来る。さらに、リソグラフィに起因したレジストの仕上がり幅の変化を補正する光近接効果補正や孤立パターンに対するレジスト細り等の対策を併せて用いることにより、設計値に近い値で高精度シミュレーションが実現出来る。
【0169】
(5)ゲート長バラツキの面積率依存分を無くして規格値の見積りを行うことが可能となり、プロセスバラツキ分を考慮したスタンバイ電流値の保証規格値をより少ない値に設定することが可能となる。また言い換えれば、ゲート長が細目に仕上がるような場合には、オフ電流増加に対するリスクを事前に見積ることにより、レイアウトが完成した後でもプロセス的な拡散条件でVt注入条件を高めに設定し直す等の的確な対処を早い時期に施すことが出来る。
【0170】
(6)ブロック毎のゲート面積の粗密を考慮してタイミング検証シミュレーションを実行することにより、ブロック毎に最適なマージン設定でLSI設計が可能となる。
【0171】
(7)適切なゲート幅及びセルサイズでの設計が可能になると共に、ゲート電極面積率が異なるが故に発生し得るセル同士の駆動電流差に起因したタイミングスキューも抑制することができ、高品質なLSI設計が可能となる。
【0172】
(8)解析対象トランジスタのゲート幅が伸びる方向に存在する隣接トランジスタとの間の距離による解析トランジスタのゲート幅の変化を考慮することにより、トランジスタゲート幅の抽出精度をより向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャート
【図2】 配線間スペースの大きさによる配線仕上がり形状を断面で示す模式図
【図3】 本発明の第2の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャート
【図4】 図3の一部を変更したフローチャート
【図5】 本発明の第3の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャート
【図6】 ドライエッチング工程により形成される配線の断面形状を示す模式図
【図7】 配線間距離に対する仕上がり幅を示すグラフ(a)、および配線間距離に対する片側でのトップとボトムとの差を示すグラフ(b)
【図8】 本発明の第3の実施形態に係る配線レイアウト及び断面図(a)、および配線間距離と片側辺りのトップとボトムとの仕上がり値差の相関データを示す図(b)
【図9】 本発明の第4の実施形態に係る回路パラメータ抽出方法を示すフローチャート
【図10】 本発明の第5の実施形態に係るゲート長の想定プロセス変動範囲を示す模式図
【図11】 本発明の第6の実施形態に係るLSIのブロック配置を示す概略図
【図12】 本発明の第7の実施形態に係るLSIのスタンダードセルライブラリ配置を示す概略図
【図13】 配線の製造工程を示す断面図
【図14】 ライン&スペース・パターンの断面図(a)、孤立パターンの断面図(b)、および拡大断面図(c)
【図15】 配線間距離と配線仕上がり幅との相関関係を示すグラフ
【図16】 配線面積率と配線仕上がり幅との相関関係を示すグラフ
【図17】 トランジスタ活性領域間の距離が近い場合のSTI構造を示すための平面図(a)および断面図(b)
【図18】 トランジスタ活性領域間の距離が離れている場合のSTI構造を示すための平面図(a)および断面図(b)
【図19】 本発明の第8の実施形態について説明するための、解析トランジスタの左右にSTI分離を挟み2つのトランジスタが隣接している様子を模式的に示す平面図(a)および断面図(b)
【図20】 トランジスタ間距離とマスクレイアウト上の端部からのゲート幅入り込み量との相関データを示す図
【符号の説明】
100 レイアウトデータ
101 配線間隔−配線仕上がり幅相関データ
102 配線幅、配線長、配線間距離抽出工程
103 配線幅(及び配線間隔)補正工程
104 配線間隔−配線容量相関データ
105 配線抵抗及び配線容量算出工程
200 配線面積率計算工程
201 配線面積率−配線仕上がり幅相関データ
202 配線幅(及び配線間隔)補正工程
203 配線面積率を加味した配線間隔−配線仕上がり幅相関データ
300 論理&タイミング設計工程
301 配線面積率を加味した配線間隔−配線仕上がり幅相関データ(レジストに対する光近接効果等の補正入り)
302 光近接効果補正等のレジスト寸法制御補正工程
303 マスクデータ処理工程
304 最終タイミング検証シミュレーション工程
305 タイミング調整用の回路及びレイアウト修正工程
306 タイミング検証結果判定工程
701 補正前後での配線抵抗値比較、及び差の検出工程
702 レイアウト配線幅修正の必要性判定工程
703 レイアウト配線幅修正工程
900 対象LSI
901 I/Oセル部
902 ブロックA
903 ブロックB
904 ブロックC
905 ブロックAからブロックCへの信号
906 ブロックBからブロックCへの信号
907 スタンダードセルライブラリ・ユニット
908 スタンダードセル・レーン
909 ゲート電極パターンの面積率計算範囲
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention mainly relates to a method for extracting circuit parameters such as a wiring resistance value, a wiring capacitance value, and a gate width of a transistor in semiconductor integrated circuit design, and a semiconductor integrated circuit for executing a timing verification simulation of a semiconductor integrated circuit using the extracted circuit parameters. The present invention relates to a circuit design method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
In conventional semiconductor integrated circuit design, when circuit data for simulation for timing verification is extracted / created from layout data, wiring capacitance is calculated in consideration of the relationship with surrounding wiring. The wiring resistance was calculated considering only the width and length of the wiring itself drawn like a mask. At least, when performing a timing simulation used in combination with an automatic placement and routing tool currently on the market, the wiring interval with the same layer wiring is not considered.
[0003]
However, the fact that the wiring resistance has no relation to the surrounding wiring and the wiring capacity is determined by the relation with the surrounding wiring is correct from a physical phenomenon point of view, but in the actual semiconductor manufacturing process, the wiring pattern formation is Since it is formed by the lithography process or etching process, the finished wiring width or cross-sectional shape depends on whether the wiring of the same layer as the target wiring exists around, the distance to the surrounding wiring, the area ratio of the wiring pattern, etc. The difference comes out.
[0004]
In particular, in recent years, process miniaturization has been accelerated, and the margin of the wavelength of the stepper light source used in the lithography process is gradually decreasing with respect to the minimum dimension of the pattern to be processed in the lithography process. For this reason, optical proximity correction (Optical Proximity Correction, abbreviated as OPC) is devised by detecting the distance between the wiring patterns and applying a correction to the mask pattern so as to obtain a desired finished width. This OPC is generally used in recent fine processes.
[0005]
With regard to the metal wiring layer, the point that the lithography process is used for pattern drawing is the same as that of the gate electrode layer. However, in the same process generation, the minimum processing dimension is generally larger than that of the gate electrode layer. More specifically, in the 0.18 μm generation, the general layout rule is that the gate electrode width is about 0.18 μm and the metal wiring width is about 0.20 to 0.35 μm. Since metal wiring has not been required to have a strict standard value that is more severe than the gate dimension that directly affects the transistor characteristics, OPC or the like is generally rarely used at present. In other words, desired resist dimension control (lithographic performance) can be ensured without using OPC.
[0006]
In addition, the formation of the isolation region of the diffusion layer is also shifting from the conventional LOCOS to STI (Shallow Trench Isolation) with the miniaturization of the process. In LOCOS, SiO for separation by thermal oxidation of silicon. 2 Although a film was formed, it had a disadvantage that a large amount of penetration called a bird's beak occurred and was not suitable for miniaturization. The STI has been devised to avoid the problem of bird's beak generation and form a fine transistor isolation region. As an outline, SiO etched on the part carved by dry etching 2 It is a process flow for forming a separation membrane by a flow for embedding a membrane. In addition to the advantage that a fine separation pattern can be formed, LOCOS has a large parasitic capacitance component called channel stopper implantation on the side surface of the diffusion layer, whereas STI has SiO. 2 Since the side surface of the transistor active region is separated by the film, there is an advantage that the parasitic capacitance is small.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method has the following problems.
[0008]
It should be considered that the wiring manufacturing process includes not only a wiring lithography process but also a wiring dry etching process after resist formation. Hereinafter, the LSI manufacturing process will be described with reference to FIG.
[0009]
As shown in FIG. 13, the wiring manufacturing process includes (a) depositing a wiring layer, (b) applying a resist, (c) exposing using a mask, (d) removing unnecessary resist patterns, and (e) resist. The wiring layer is patterned by dry etching using a pattern.
[0010]
First, a resist pattern is formed in steps (c) and (d), but due to the optical interference with the pattern existing in the vicinity and the area ratio, it is not finished according to the pattern size drawn on the mask. There is. For this problem, the optical proximity correction (OPC) used for the gate electrode as shown in the prior art is effective.
[0011]
Furthermore, even if the resist is formed according to the dimensions in the lithography process, there is a difference in the wiring shape depending on whether or not another wiring exists near the wiring pattern in the dry etching process in the wiring pattern formation. There is a new problem.
[0012]
It is assumed that the wiring etching conditions are optimally set to the minimum line & space pitch or a narrow pitch that is used very frequently, such as a wiring grid in an automatic placement and routing tool in the ASIC design method. Here, the optimum setting means that the etching conditions are set so that the wiring cross-sectional shape to be etched becomes a substantially square in such a layout state.
[0013]
In such an etching condition setting, for a layout pattern in which no other wiring exists around a certain model wiring, the bottom portion of the model wiring tends to be thick and the wiring resistance value tends to be low. The reason for this is that when there is no wiring around, the amount of metal to be removed during dry etching becomes very large, and the metal to be etched once deposited by plasma etching is deposited again on the side walls of the wiring pattern, etc. It is explained by. (See the cross-sectional view of the line and space pattern, the cross-sectional view of the isolated pattern, and the enlarged view of FIG. 14 (b) shown in FIGS. 14 (a), 14 (b), and 14 (c)), respectively.
Therefore, the farther away the wiring next to the target wiring is, the more metal is blown near the side wall during etching. There is a problem that the lower base becomes larger trapezoidal shape than the upper base where the width of the part is widened.
[0014]
FIG. 15 shows a dependency graph (measured value) between the wiring space and the finished wiring width. As can be seen from FIG. 15, the dimension of the top portion of the wiring hardly changes even when the distance between the wirings (space width) changes, and the dimension on the bottom side changes. From this, it can be seen that no matter how much the optical proximity effect correction or the isolated pattern correction is performed so that the resist dimensions are properly obtained by taking care of the lithography, the thickness of the bottom portion cannot be accurately handled. .
[0015]
More precisely, the above explanation was given for the reason that the etching plasma flies perpendicularly to the wiring pattern from the top of the resist so that it cannot be cut beyond the resist dimensions. Etching plasma having a velocity component that jumps into the side surface of the wiring may cause the wiring top portion dimension under the resist to be cut beyond the resist dimension.
[0016]
In addition, the pattern area ratio factor is an important factor for such process steps, but resist lithography, which has been discussed using the optical proximity effect and the like, has been conventionally used for this wiring dry etch step. Also for the process, the area ratio of the target pattern is not taken into account, and by taking it into account, the finished pattern shape of the wiring, and circuit parameters such as wiring resistance and capacitance used in the function confirmation simulation derived therefrom It was found that the accuracy could be further improved.
[0017]
FIG. 16 shows correlation data (actually measured values) between the wiring pattern area ratio (opening ratio = 100−pattern area ratio) and the amount of deviation of the wiring finished width in the process of scraping the metal in the dry etching process. As shown in FIG. 16, it can be seen that the smaller the wiring pattern area ratio (the larger the aperture ratio), the thicker the finished wiring width. Incidentally, since the gate electrode is made of a material that is etched differently from that of the wiring, the taper angle applied during the etching is not as problematic as the wiring.
[0018]
Recently, a process using copper (Cu) instead of aluminum as a wiring material has been used for the purpose of reducing the resistance / high reliability of the wiring. In the case of Cu, etching is difficult, and the current mainstream process is to use a damascene process in which an interlayer film is dug, Cu is embedded therein, and Cu is formed by CMP (Chemical Mechanical Polishing). It is. However, since the etching process is also used in this damascene process, the problem that the taper angle changes depending on the distance between the wires and the area ratio is the same. However, the relationship between the positive and negative is opposite to the etching of the wiring itself, and the correlation between the distance between wirings, the wiring pattern area ratio and the finished width is the reverse of the increase and decrease compared to the etching of the wiring itself. . Further, in a pattern having a large wiring width, a defect called dishing, in which the wiring width becomes thinner in a mortar shape at the time of metal CMP, is different from the process of etching the wiring itself.
[0019]
Also, in the above-described transistor isolation region formation process STI, an etching process exists when the isolation region is dug, and the details depend on the etching characteristics, but if the distance between the transistor active regions changes, the STI end There is a possibility that the taper angle changes and the transistor gate width changes.
[0020]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a circuit parameter extraction method that enables highly accurate wiring finish width calculation and highly accurate circuit simulation, a method for designing a semiconductor integrated circuit using the circuit parameter extraction method, and An object is to provide an apparatus.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first circuit parameter extracting method of the present invention is a method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit, and includes a model wiring and a periphery of the model wiring. In addition to preparing the correlation data between the distance between the wiring of the same layer and the difference between the mask layout width and the finished width of the model wiring, and extracting the wiring length and wiring width of the analysis wiring from the actual layout The distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer is extracted, the extracted layout wiring width of the analysis wiring, and the analysis wiring and the wiring existing around the analysis wiring are also extracted. A wiring resistance value and a wiring capacitance value are calculated using a wiring finish width obtained by referring to the correlation data with respect to the distance.
[0022]
According to this first circuit parameter extraction method, by using correlation data between the finished width of the analysis wiring, which has not been considered in the prior art, and the distance between the analysis wiring and the wiring existing around the analysis wiring, the first circuit parameter extraction method can be used. High-precision wiring resistance / capacitance extraction and high-precision circuit simulation are possible. As a result, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by a difference in wiring resistance value caused by a difference in wiring distance at each location on the chip.
[0023]
In addition, since this method can be used including the change in the wiring finish width caused by the lithography process, even if the wiring top portion dimension is not finished as the mask layout pattern, the difference is also possible. In addition, wiring parameters can be extracted and simulated with high accuracy. As an application method, the resist used for wiring is OK level that does not lead to disconnection or short-circuit according to the processing rule, but the standard value for the finish variation is required to have an accuracy that cannot be realized without using OPC. In such a case, by using the circuit parameter extraction considering the inter-wiring distance and the wiring finish width dependency of the present invention without OPC, a high-accuracy high-priced mask that can handle fine additional patterns for OPC and a long-time OPC mask No processing is required.
[0024]
In order to achieve the above object, a second circuit parameter extraction method of the present invention is a method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit, and is provided in a wiring layer of a model wiring. Prepare the correlation data between the wiring pattern area ratio, which is the ratio of wiring patterns existing in the setting area, and the amount of change in the finished width of the model wiring, and extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring from the actual layout. And calculating the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring, and refer to the correlation data for the extracted wiring length and wiring width of the analysis wiring and the calculated pattern area ratio of the analysis wiring layer. Using the amount of change in the wiring finish width due to the area ratio obtained by performing the above, the wiring finish width is obtained, and the wiring resistance value and wiring capacitance value are calculated. That.
[0025]
According to the second circuit parameter extraction method, it is possible to extract wiring resistance and wiring capacitance parameters with high accuracy by using correlation data between the wiring layer area ratio of the analysis wiring and the finished width of the analysis wiring. In addition, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by differences in wiring resistance values caused by wiring density differences or wiring distance differences at various locations on the chip.
[0026]
In the first and second circuit parameter extraction methods , Associate The correlation data to be provided Is The cross section of the model wiring has a rectangle, a quadrilateral having an acute angle or an obtuse angle other than a rectangle, a polygon of four or more squares, a shape expressing a shape of a side as a circumferential curve with a certain curvature, and a certain side. Expressed as a change in the shape expressed by a function curve, in addition to the extracted wiring length and wiring width on the analysis wiring layout, the finished wiring cross-sectional shape obtained by referring to the correlation data It is preferable that the wiring resistance value per unit length is obtained by calculating the cross-sectional area of the wiring, and the resistance value and capacitance value of the analysis wiring are calculated from the wiring resistance value per unit length and the wiring length on the layout.
[0027]
According to this method, it is possible to perform resistance calculation with higher accuracy than the conventional one treated as a square section.
[0028]
The wiring cross-sectional shape is preferably handled as a trapezoidal shape.
[0029]
According to this method, it is possible to perform resistance calculation with higher accuracy than the conventional one treated as a square section. In particular, the trapezoidal shape is not so complicated to handle, and is an approximate shape that can handle the finished wiring shape with considerably high accuracy.
[0030]
In order to achieve the above object, a third circuit parameter extraction method of the present invention is a method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit, and includes a wiring width on a model wiring layout. Is used as a parameter to prepare correlation data expressing the distance between the model wiring and the wiring in the same layer existing around the model wiring and the amount of change in the resistance value and capacitance value of the model wiring, and the actual layout From this, the wiring length and the wiring width of the analysis wiring are extracted, the distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer is extracted, and the correlation data is extracted using the extracted layout wiring width of the analysis wiring as a parameter. The finish resistance value and capacitance value of the analysis wiring are calculated by referring to FIG.
[0031]
According to the third circuit parameter extraction method, in the case where the layout with a determined wiring width is the main as in the ASIC design method, it is more efficient to use the resistance value of the wiring of interest directly with less calculation amount. The circuit simulation can be performed in consideration of the influence of the distance between adjacent wirings on the wiring resistance.
[0032]
In order to achieve the above object, a fourth circuit parameter extracting method of the present invention is a method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit, and includes a wiring width on a layout of a model wiring. Is used as a parameter to prepare correlation data between the wiring pattern area ratio, which is the proportion of the wiring pattern existing in the set area where the wiring layer of the model wiring is, and the amount of change in the resistance value and capacitance value of the model wiring. The wiring length and wiring width of the analysis wiring are extracted from the layout, and the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring is calculated, and the correlation data is referred to using the extracted layout wiring width of the analysis wiring as a parameter. Thus, the finished resistance value and capacitance value of the analysis wiring are calculated.
[0033]
According to the fourth circuit parameter extraction method, in the case where the layout with the determined wiring width is the main as in the ASIC design method, it is more efficient to use the resistance value of the wiring of interest directly with less calculation amount. In addition, it is possible to perform circuit simulation considering the influence of the wiring layer area ratio on the wiring resistance.
[0034]
In the first to fourth circuit parameter extraction methods, , Associate The correlation data to be provided Is , Table or approximate formula Has been It is preferable.
[0035]
According to this method, in the table expression, simulation can be performed with the desired value itself prepared on the basis of the actual measurement value at the table point (interpolation between points is usually performed by a linear function or higher order function) and approximate calculation In terms of expression, high-precision fitting can be performed at successive points related to wiring space and the like.
[0036]
In the second and fourth circuit parameter extraction methods, it is preferable to calculate the area ratio of the wiring pattern in the entire chip area when calculating the wiring pattern area ratio.
[0037]
According to this method, as long as there is no significant density of wiring patterns in the chip, it is possible to calculate wiring resistance and wiring capacity with high accuracy using the wiring pattern area ratio with a small number of CAD processes and CAD operations.
[0038]
Alternatively, in the second and fourth circuit parameter extraction methods, it is preferable to calculate the wiring pattern area ratio for each circuit block when calculating the wiring pattern area ratio.
[0039]
According to this method, when the area ratio is calculated, the area ratio with respect to the block area is used, so that the area ratio can be calculated several times to several tens of times. Therefore, a high-load CAD process is not performed. In addition, circuit parameters can be extracted in consideration of the wiring area ratio. In addition, at the block level, the characteristics of whether the number of wirings is large or small, whether a large number of transistors having a large gate width are used, and which of the transistors and wirings determines the area are often determined. It becomes a very effective method when the amount is taken into consideration.
[0040]
Alternatively, in the second and fourth circuit parameter extraction methods, when the wiring pattern area ratio is calculated, the patterning process is performed within a range in which the wiring processing process can be affected by the area ratio of the wiring pattern existing around. It is preferable to calculate the area ratio.
[0041]
According to this method, when the area ratio is calculated, the area ratio is calculated by taking the area where the target process step is affected. Accurate circuit parameter extraction is possible.
[0042]
Moreover, it is preferable to calculate the wiring pattern area ratio within a region range 10 times the minimum processing dimension.
[0043]
As a result, when the process with a large dependency on the wiring layer area ratio is the wiring etching process, the area where the wiring area ratio greatly affects the amount of change in the wiring finished width with respect to the wiring layout width Therefore, the circuit parameters can be extracted with high accuracy.
[0044]
In order to achieve the above object, the first design method of a semiconductor integrated circuit according to the present invention is caused by the first to fourth circuit parameter extraction methods and the lithography process in the photomask data generation process used in the semiconductor lithography process. The optical proximity effect correction for correcting the amount of change in the resist finish width and the correction for the amount of change in resist thinning in an isolated pattern caused by the resist etching process are used in combination.
[0045]
According to this first design method, the optical proximity effect correction in the semiconductor lithography process and the resist thinning correction of the isolated pattern can be corrected, and the deviation from the finished shape caused by the wiring etching can be corrected. It becomes possible.
[0046]
In order to achieve the above object, a second design method of a semiconductor integrated circuit according to the present invention refers to a mask layout data and uses the first to fourth circuit parameter extraction methods to obtain a wiring finish width and a wiring resistance. After calculating the value and the wiring capacitance value, the wiring resistance value and the wiring capacitance value are compared with the desired wiring resistance value and the wiring capacitance value set at the time of design, and the desired wiring resistance value is compared with the layout wiring width. And determining whether or not correction to approximate the wiring capacitance value is to be applied. If correction is necessary as a result of the determination, the layout wiring width is corrected to be close to the desired wiring resistance value and wiring capacitance value. In addition, the timing simulation simulation of the semiconductor integrated circuit is performed again using the wiring resistance value and wiring capacitance value after correcting the layout wiring width.
[0047]
According to the second design method, not only can the resistance value and the capacitance value at the time of the finish of the wiring to be analyzed be accurately handled, but also a process to bring it closer to the resistance value assumed at the time of logic & timing design is performed. The verification result in the final timing verification simulation is more likely to be OK. In addition, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by differences in wiring resistance values caused by wiring density differences or wiring distance differences at various locations on the chip.
[0048]
In order to achieve the above object, a third design method of a semiconductor integrated circuit according to the present invention treats the cross-sectional shape of a wiring as a trapezoidal shape, and corrects an optical proximity effect correction for correcting a change amount of a resist finish width caused by a lithography process. And layout correction for correcting the amount of change in resist thinning in an isolated pattern caused by the resist etching process, and using the layout correction, the model wiring and the wiring in the same layer existing around the model wiring Together with the first correlation data of the top and bottom of the finished shape of the model wiring, the area ratio of the wiring layer of the model wiring using the layout correction, and the model wiring Prepare the second correlation data with the finished values of the top and bottom of the finished shape, and extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring from the actual layout The distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer is extracted, the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring is calculated, and the wiring length, the wiring width, and the analysis wiring of the extracted analysis wiring are calculated. Using the distance to the wiring existing in the same layer and the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring, the amount of change in the upper and lower bases in the trapezoidal cross section of the analysis wiring, A wiring cross-sectional area and a wiring resistance value are calculated, and it is determined whether or not to correct the calculated wiring resistance value to be approximated to a desired wiring resistance value and wiring capacitance value intended at the time of design. As a result, when correction is necessary, correction is made to change the layout wiring width so as to approach the desired wiring resistance value and wiring capacitance value, and the wiring resistance value and wiring capacitance after the correction is performed again. Use value , And performs the timing verification simulation of the semiconductor integrated circuit.
[0049]
According to the third design method, the first correlation data between the finished width of the analysis wiring, which has not been considered in the prior art, and the distance between the analysis wiring and the wiring existing around the analysis wiring, and the wiring layer area ratio of the analysis wiring And the second correlation data between the analysis wiring finish width are handled as a trapezoidal cross-sectional shape that is relatively easy to handle and has high accuracy, so that wiring resistance and wiring capacity such as finish can be easily and accurately extracted. & By performing the process of approaching the resistance value assumed at the time of timing design, the verification result in the final timing verification simulation is more likely to be OK.
[0050]
In the third design method, The wiring layer of the analysis wiring Pattern area ratio Calculate At this time, it is preferable to calculate the area ratio of the wiring pattern in the entire chip area.
[0051]
According to this method, as long as there is no significant density of wiring patterns in the chip, it is possible to calculate wiring resistance and wiring capacity with high accuracy using the wiring pattern area ratio with a small number of CAD processes and CAD operations.
[0052]
Alternatively, in the third design method, The wiring layer of the analysis wiring Pattern area ratio Calculate At this time, it is preferable to calculate the area ratio of the wiring pattern for each circuit block.
[0053]
According to this method, when the area ratio is calculated, the area ratio with respect to the block area is used, so that the area ratio can be calculated several times to several tens of times. Therefore, a high-load CAD process is not performed. In addition, circuit parameters can be extracted in consideration of the wiring area ratio. In addition, at the block level, the characteristics of whether the number of wirings is large or small, whether a large number of transistors having a large gate width are used, and which of the transistors and wirings determines the area are often determined. It becomes a very effective method when the amount is taken into consideration.
[0054]
Alternatively, in the third design method, The wiring layer of the analysis wiring Pattern area ratio Calculate At this time, it is preferable to calculate the pattern area ratio within a range in which the wiring processing process step can be influenced by the area ratio of the wiring pattern existing around.
[0055]
According to this method, when the area ratio is calculated, the area ratio is calculated by taking the area where the target process step is affected. Accurate circuit parameter extraction is possible.
[0056]
In addition, in the region range of 10 times the minimum processing dimension, The wiring layer of the analysis wiring It is preferable to calculate the pattern area ratio.
[0057]
As a result, when the process with a large dependency on the wiring layer area ratio is the wiring etching process, the area where the wiring area ratio greatly affects the amount of change in the wiring finished width with respect to the wiring layout width Therefore, the circuit parameters can be extracted with high accuracy.
[0079]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0080]
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-section of a finished wiring shape according to the size of a space between wirings.
[0081]
First, correlation data 101 between the layout data 100 and the distance between the model wiring and the wiring existing in the same layer and adjacent to the finished width of the model wiring is prepared. Although the correlation data 101 has been described above, as shown in FIG. 2, when the wiring is laid out in a narrow space, even if the wiring is finished in a substantially square shape, the parasitic capacitance between the same-layer wirings is reduced. In addition, when the layout is performed with the wiring interval widened, the width of the bottom part of the wiring is increased due to the characteristics of the wiring etching process. As data, data as shown in FIG. 15 is prepared by formulating it or making a table. A specific example of calculation using numerical values will be described in the fourth embodiment.
[0082]
The correlation data 101 is obtained by actual measurement data or process simulation. The presence / absence of optical proximity effect correction and its specifications are the same as those used when actually creating mask data from layout data. It must be.
[0083]
As an advantage of preparing a table or function expressed as a parameter with the distance between the left and right wirings as a parameter for each wiring width, in the tabulated expression, the desired value prepared based on the actual measurement value etc. at that table point The simulation can be performed by itself, and the approximate calculation expression (normally complemented with a linear or higher order function between the points) enables high-precision fitting at successive points related to the wiring space or the like.
[0084]
Also, as a way of holding data, it is possible to reduce the amount of data rather than preparing data for each different wiring width by expressing the increase / decrease amount of the top and bottom portions at the end of the layout wiring instead of individually for the wiring width. good.
[0085]
Further, when the wiring width to be used is limited to some extent as in the ASIC design method, the same layer is used instead of the wiring finishing width depending on the layout distance between the same layer wirings 101 and the wiring finishing width. Dependency data between the wiring layout distance and the finished wiring resistance value may be used.
[0086]
In the case where the layout with a fixed wiring width is mainly used as in the ASIC design method, the circuit simulation with less calculation amount can be performed by directly using the resistance value of the wiring of interest.
[0087]
In FIG. 1, first, the wiring width, the wiring length, and the distance between the wirings are extracted from the layout data 100 by the extraction process 102 as in the conventional method. Since the inter-wiring distance here is also used for capacity calculation, it includes the extraction of the distance to the different layer metal.
[0088]
Next, with respect to the wiring width extracted in the step 102, the same distance between the wirings in the same layer extracted in the step 102 and the inter-wiring distance dependency data 101 of the wiring finished width prepared in advance are used. The wiring finish width is predicted by correcting the layout width of the wiring to be performed (step 103). By using the corrected expected finished wiring width and distance between the wirings and the wiring capacity data 104, it is possible to calculate the wiring resistance and the wiring capacity as close to the actual finished values after the process step with high accuracy ( Step 105).
[0089]
According to the present embodiment, by using the correlation data between the finished width of the analysis wiring that has not been considered in the prior art and the distance between the analysis wiring and the wiring existing around the analysis wiring, the wiring resistance / Capacitance extraction and highly accurate circuit simulation are possible. As a result, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by a difference in wiring resistance value caused by a difference in wiring distance at each location on the chip.
[0090]
In addition, since this method can be used including the change in the wiring finish width caused by the lithography process, even if the wiring top portion dimension is not finished as the mask layout pattern, the difference is also possible. In addition, wiring parameters can be extracted and simulated with high accuracy. As an application method, the resist used for wiring is OK level that does not lead to disconnection or short-circuit according to the processing rule, but the standard value for the finish variation is required to have an accuracy that cannot be realized without using OPC. In such a case, by using the circuit parameter extraction considering the inter-wiring distance and the wiring finish width dependency of the present invention without OPC, a high-accuracy high-priced mask that can handle fine additional patterns for OPC and a long-time OPC mask No processing is required.
[0091]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart in which a part of FIG. 3 is changed. Note that the present embodiment relates to a method of utilizing wiring area ratio dependency data of the wiring finish width.
[0092]
Further, not only the wiring area ratio but also the case where the inter-wiring distance dependency data 101 of the wiring finish width shown in the first embodiment is used together will be described as an example.
[0093]
First, the flowchart of FIG. 3 will be described.
[0094]
In FIG. 3, a step 102 for extracting a wiring width, a wiring length, and a distance between wirings from the layout data 100, a wiring interval-wiring finished width correlation data 101 to be referred to, and a finished wiring width correction prediction process 103 using the correlation data 101. Is the same as in the first embodiment.
[0095]
In the present embodiment, correlation data 201 between the wiring area ratio and the wiring finish width as shown in FIG. 13 is newly prepared. Based on the layout data 100 and the wiring data extracted therefrom, the wiring area ratio is calculated by the wiring area ratio calculating step 200. In the wiring area ratio calculation step 200, ideally, it is desirable to obtain the area ratio while appropriately dividing the target process step into a region range affected by the peripheral pattern. In the etching process, it is desirable to calculate the area ratio within a range of about 10 times the minimum processing size. When dealing with a reduction in the wiring film thickness such as dishing and erosion in the metal CMP process used in the damascene process, Although it depends on the hardness of the polishing pad and the like, it is desirable to handle within the range of 100 to 500 μm.
[0096]
However, since calculating the area ratio within a certain limited range for all the wirings of interest has a large CAD processing load, as long as there is no significant density in the chip, it is as described in claim 11. In addition, the area ratio may be calculated and used for the target block unit or the entire chip.
[0097]
With reference to the correlation data 201 between the wiring area ratio and the wiring finished width, the area ratio obtained in the wiring area ratio calculating step 200 is referred to the corrected predicted wiring width value obtained in the finished wiring width correction predicting step 103. Further, the wiring width is corrected (step 202). By using the wiring width and the wiring interval calculated through the above steps, the wiring capacitance data 104 is referred to, and the final finished predicted values of the wiring resistance and the wiring capacitance are obtained in Step 105.
[0098]
The method shown in FIG. 3 is expressed by a flowchart in which the correction process is divided into two steps of wiring interval dependency and wiring area ratio dependency. However, as shown in step 203 of FIG. If the same-layer wiring interval-wiring finish width correlation data using the wiring area ratio as a parameter is prepared, the flow can be simplified. (However, as a concept, FIG. 3 and FIG. 4 are the same.)
The advantages of the area ratio calculation range to be handled are summarized as follows.
[0099]
(1) When the area ratio is calculated by taking a region affected by the process step of interest when calculating the area ratio, if the area ratio is calculated in the range of about 10 times the minimum processing dimension in the etching process, the process finish Therefore, it is possible to extract circuit parameters with high accuracy.
[0100]
(2) When the area ratio is calculated, if the area ratio with respect to the chip area is used, the area ratio calculation can be performed only once. Therefore, the wiring area ratio is taken into consideration without performing high-load CAD processing. Circuit parameter extraction is possible.
[0101]
(3) When the area ratio is calculated, the area ratio with respect to the block area is used, and the area ratio can be calculated several times to several tens of times. Therefore, wiring can be performed without performing high-load CAD processing. Circuit parameters can be extracted in consideration of the area ratio.
[0102]
At the block level, (1) there are many or few wirings, (2) whether a large number of transistors with a large gate width are used, or (3) which of the transistors and wirings determines the area. This is an effective method when the CAD load is also taken into account because it is often determined.
[0103]
As described above, it is possible to extract wiring resistance and wiring capacitance parameters with high accuracy by using the correlation data between the wiring layer area ratio of the analysis wiring and the finished width of the analysis wiring. In addition, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by differences in wiring resistance values caused by wiring density differences or wiring distance differences at various locations on the chip.
[0104]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0105]
In the present embodiment, a method of handling the wiring cross-sectional shape as a trapezoid will be mainly described. Furthermore, both the dependency of the wiring finish width on the same-layer wiring distance and the area ratio shown in the first and second embodiments are handled, and correction for the resist finish width such as optical proximity correction is added. Show.
[0106]
FIG. 5 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 301 denotes inter-wiring distance-wiring finish width correlation data using an area ratio as a parameter, measured from an actual semiconductor diffused using a mask subjected to correction such as optical proximity correction for the resist. is there.
[0107]
Even if there is no allowance in the lithography capability of the mask and the resist width itself before etching varies depending on the distance between wirings, an almost desired value can be realized as the resist finished dimension by applying OPC correction to the mask data. In general, when the distance between the patterns approaches a certain distance, the resist finished pattern becomes thin due to light interference. Therefore, in the OPC correspondence, the mask of such a proximity pattern is corrected to be large. When a certain distance is left, the resist dimensions are finished according to the mask pattern dimensions. However, this time, if the pattern becomes an isolated pattern, the resist tends to become thin due to the resist over-etching. However, the resist etching is often performed by a chemical solution. If the resist pattern is patterned to a desired pattern size in the exposure process, the resist etching of the isolated pattern is generally not a problem.
[0108]
Even if the resist is finished to a desired value by utilizing the OPC as described above, the present invention has a problem that only the top portion of the wiring cross section is finished and the distance between the wirings is increased. According to this, the bottom part becomes thicker. FIG. 6 schematically shows the cross-sectional shape of the wiring formed by the dry etching process.
[0109]
FIG. 7 is created based on the actual measurement values based on the schematic diagram of FIG. 6. The graph (a) shows the finished width with respect to the distance between the wirings, and the difference between the top and the bottom on one side with respect to the distance between the wirings. It is a graph (b) which shows. As shown in FIG. 7A, when the distance between the wirings is about 6 times the minimum space, the bottom becomes almost twice the size of the top. Assuming that the wiring cross-sectional shape is trapezoidal and the wiring film thickness is 0.4 μm, the wiring resistance ratio per unit length is estimated to be about 1.5 times that of a square with a width according to the resist dimensions. It becomes the resistance value of.
[0110]
Incidentally, increasing the distance between the adjacent same-layer wirings is a design technique that is often used to reduce the wiring capacity and increase the speed. FIG. 8B shows the inter-wiring distance and the difference in the finished value between the top and bottom around one side based on the data in FIG.
[0111]
Returning to FIG. 5 again, the design flow will be described in order.
[0112]
First, logic and timing design is performed (step 300), and the wiring width, the wiring length, and the inter-wiring distance including the same layer / different layers are extracted from the layout data 100 created based on the net list (step 102). For the extracted wiring width, as shown in FIG. 8B, the inter-wiring distance dependency is used for each of the right end / left end of the wiring, and the finished width per unit length is calculated. The wiring resistance and the wiring capacitance are obtained according to the cross-sectional area (step 105). This wiring resistance calculation is still highly accurate when divided into a plurality of portions having different distances from adjacent wirings in the length direction.
[0113]
Thereafter, using the wiring resistance and capacitance calculated with high accuracy in step 105, the final timing verification simulation is performed in step 304 to confirm the operation. In the timing verification result determination step 306, if the timing verification is NG The circuit for timing adjustment and the layout correction are performed in step 303 so as to be OK again, and the process returns to the resistance value / capacitance value calculation step 105. When the timing is OK in step 306, the resist size correction step 302 of the same processing as that used when collecting the data 301 is performed, and then the mask data is processed in step 303 to generate mask data. This is the design procedure.
[0114]
As described above, by treating the wiring cross section as a trapezoidal shape, it is possible to perform resistance calculation with higher accuracy than those handled as a conventional square cross section. The top side of the trapezoidal shape is determined by the lithography accuracy of the resist for wiring, but according to this embodiment, it is possible to accurately handle the taper shape generated by wiring dry etching and the thickness of the bottom in a form closer to the real thing. It becomes.
[0115]
In addition, by expressing the correlation data with the distance between wiring and the wiring area ratio only by the thickness of the lower base relative to the upper base, the amount of preparation data can be reduced rather than preparing correlation data for each wiring thickness. I can do it.
[0116]
Furthermore, by using together the measures such as the optical proximity effect correction for correcting the change in the finished width of the resist caused by lithography and the resist thinning for the isolated pattern, a high-precision simulation can be realized with a value close to the design value.
[0117]
Next, the method of handling the wiring cross-sectional shape according to the present embodiment as a trapezoid will be described using more specific numerical examples.
[0118]
As shown in FIG. 8 (a), the wiring width is 0.4 μm, the wiring length is 1 mm, and the analysis wiring has a distance of 0.9 μm and a distance of 1.5 μm. It is assumed that they are arranged. The wiring cross-sectional shape is treated as a trapezoidal shape. In addition, when the wiring film thickness is 0.4 μm and the wiring interval on the layout is 0.5 μm and exists on both sides, the wiring top portion width is 0.4 μm and the wiring bottom portion width is 0.5 μm.
[0119]
Here, the resistance value R [Ω] of the wiring represents the wiring cross-sectional area of A [μm. 2 ] If the wiring length is L [mm],
(Equation 1)
R [Ω] = (0.18 / A) × L [mm] × 200 [Ω / mm]
It is assumed that it is given in inverse proportion to the wiring cross-sectional area A and in proportion to the wiring length L.
[0120]
When the distance from the adjacent wiring is S [μm], the amount of change in the top portion and the bottom portion is constant with no increase / decrease as shown in FIG. As the distance increases, the width becomes thicker up to a distance of 1.5 μm, and the width of the thickening does not increase beyond the distance of 1.5 μm. Although FIG. 8B is a table format notation, it may be expressed by a function expression as shown below.
[0121]
Now, since the distance between the analysis wiring and the left adjacent wiring is 0.9 μm, the bottom width increment is 0.1 μm from FIG. 8B. Further, since the distance between the analysis wiring and the right adjacent wiring is 1.5 μm, the bottom width increment is 0.25 μm from FIG. 8B. Therefore, the top width of the analysis wiring is 0.4 μm, and the bottom width is 0.5 + 0.1 + 0.25 = 0.85 μm.
[0122]
Since the wiring cross-sectional area can be calculated by the formula for calculating the trapezoidal area (upper base + lower base) × height ÷ 2, (0.4 + 0.85) × 0.4 ÷ 2 = 0.25 [μm 2 ].
[0123]
Therefore, by using the above formula 1, the resistance value of the wiring is calculated as R = (0.18 / 0.25) × 1 × 200 = 144 [Ω].
[0124]
When the change due to the distance between wiring is not taken into account, the cross-sectional area is always 0.18 μm. 2 Since the wiring resistance is 200 [Ω], there is a resistance value error of {(200-144) / 200} × 100 = 28%.
[0125]
In this way, the wiring cross section is expressed in a trapezoidal shape, the correlation data between the distance between the analysis wiring and the adjacent wiring and the analysis wiring finished width, and the table notation or function notation can be used to improve the wiring resistance parameter extraction accuracy. This can be further improved.
[0126]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0127]
FIG. 9 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to the fourth embodiment of the present invention. The process up to step 105 is based on the third embodiment. In addition, the shape assumed when the resistance value calculated in step 105 was used in the logic and timing design 300 before the actual layout (in this case, approximately the square shape realized in the normal line and space). Step 701 for detecting the difference in comparison with the wiring resistance value in the case of a close cross-sectional shape), and when there is a deviation more than a specified value, the wiring width with respect to the original layout data 100 A determination process 702 for determining that the correction process should be performed, and a process 703 for actually performing a correction process on the layout wiring width.
[0128]
By processing based on this flow, the analysis target wiring again approaches the resistance value assumed at the time of the logic and timing design of the process 300, so the verification result in the final timing verification simulation process 304 is more It becomes easy to become OK. In addition, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by differences in wiring resistance values caused by differences in wiring density and wiring distances at various locations on the chip.
Incidentally, the latest automatic placement and routing tool has a function of laying out with the same length of wiring from the clock distribution point to each flip-flop in order to align the wiring resistance and suppress the clock skew. Even if such a function is provided, this case is an effective skew suppression method because it is not taken into consideration when a difference in wiring resistance occurs due to the density of the wiring or the distance between the wirings.
[0129]
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0130]
FIG. 10 is a schematic diagram showing an assumed process variation range of the gate length.
[0131]
As shown in FIG. 10, the main design margin assumed at the time of LSI design has an important factor of process variation in addition to power supply voltage variation and temperature dependency. Of the process fluctuations, the most effective for the operation speed of the LSI is usually the drive current (Ids) of the transistor, and the dominant factor of the variation amount of the Ids is the gate length. In the case of the ASIC design method, a desired function is realized by combining parts (libraries) prepared at the cell level. As a result, there are various layouts corresponding to the number of corresponding products, and all of the many layouts. On the other hand, since the normal operation of the LSI must be guaranteed, it is inevitably assumed that the processing accuracy of the gate electrode is widened to some extent. However, since the gate electrode area ratio is determined at the stage when the layout is actually finished, the assumed variation range can be set narrow after the layout is determined.
[0132]
Since the pattern of the gate electrode is very fine, the influence of the dimensional accuracy of the pattern forming resist is significant. For this reason, the effect of the resist finish size is greater than the etching of the electrode material itself, and when the gate electrode area ratio is small, the resist becomes overetched and the gate length is finished narrower. In this case, the threshold voltage of the transistor exhibiting the short channel effect in the region where the gate length is thin is lowered, the transistor drive current value is increased, and the operating speed is high. As a result, the guaranteed value in terms of speed can be set to a high value.
[0133]
On the other hand, when the gate electrode area ratio is large, the resist becomes under-etched and the gate length is increased. In this case, the threshold voltage is increased in a transistor having a short channel effect in a region where the gate length is thin, and the speed margin is reduced although it is within the range of the gate width management standard. If any process failure such as an increase in delay occurs, the risk of yield loss due to lack of speed increases.
[0134]
As an advantage when the gate length is large, there is a margin with respect to the standby current standard which is an important performance item in portable devices and the like because the off-state current of the transistor is reduced. In particular, the minimum gate length is often used in the layout of an LSI. When the standby current is laid out using a minimum gate length transistor, the best and worst conditions for the average condition are about It is generally 1/10 times and about 10 times the variation. For this reason, by taking this area ratio into consideration, it becomes possible to estimate the standard value by eliminating the area ratio dependency of the gate length variation, and the guaranteed standard value of the standby current value considering the process variation can be increased. It becomes possible to set to a small value. In other words, when the gate length is fine, the risk for an increase in off-current is estimated in advance, so that the Vt implantation condition is reset to a higher level under process diffusion conditions even after the layout is completed. Can be dealt with at an early stage.
[0135]
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0136]
In this embodiment, the concept of the finished width of the gate electrode material and its area ratio dependency described in the fifth embodiment is used for each block.
[0137]
Since current microprocesses have been miniaturized and the degree of integration has increased, it is common to have a plurality of functional blocks in one chip. For this block, (1) when the block area is determined by wiring, (2) when the block area is determined by the bulk part before the wiring process, (3) when the gate electrode area is very high like a memory cell, etc. There is a tendency that the area ratio of the gate electrode is different for each block.
[0138]
FIG. 11 is a schematic diagram showing an LSI block arrangement according to the sixth embodiment of the present invention.
[0139]
In FIG. 11, it is assumed that the block A (902) has a small gate area ratio, the block B (903) has a large gate area ratio, and the block C (904) has a gate area ratio between the blocks A and B. As the original design policy, the speed variation variation from the average due to process variation is assumed to be + 30% on the high speed condition side and + 30% on the slow condition side, and the assumed speed ranges of blocks A, B, and C are respectively It is assumed that block A is + 30% to -20%, block B is + 20% to -30%, and block C is + 25% to -25%. Since the block A has only to see -20% instead of -30% on the slow side, there is a margin in speed. For a general-purpose microprocessor or the like whose chip value changes according to the frequency, the added value increases as the speed increases. For example, the block A (block A (904) in FIG. Between the signal 905 coming from 902) and the signal 906 coming from the block B (903), which arises from the density of the gate electrodes for each block, which cannot be detected as long as the transistor finish dimensions in the LSI are the same. The transistor drive current difference and the timing skew resulting therefrom can be detected.
[0140]
Conventionally, all transistors formed on an LSI chip are treated as being formed under the same conditions, and timing verification is performed by simulation or the like. However, in reality, there are differences in the finished width of the gate length due to the difference in the gate electrode area ratio, and the resulting differences in transistor drive capability and circuit operation speed. By executing the timing verification simulation in consideration, it is possible to design an LSI with an optimum margin setting for each block.
[0141]
Further, when the target LSI (900) has an asynchronous design, it can occur between the signal 905 from the block A (902) and the signal 906 from the block B (903) for the block C (904). Timing skew can be handled with high accuracy, and the design quality of the LSI can be improved.
[0142]
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0143]
In the present embodiment, the concept of the finished width of the gate electrode material and its area ratio dependency described in the sixth embodiment is further applied to the standard cell level.
[0144]
FIG. 12 is a schematic diagram showing the standard cell library layout of LSI in the seventh embodiment of the present invention.
[0145]
In FIG. 12, standard cell units 907 are connected in the horizontal direction to form a standard cell lane 908, and a circuit block is formed in such a manner that a plurality of standard cell lanes of the same structure are arranged in the vertical direction, although they are different from the used cells. ing. Actually, the horizontal width of each standard cell differs in circuit configuration depending on its function and driving capability, and naturally, the area and horizontal width of each cell are also different.
[0146]
In order to more accurately handle the difference in the finished width of the gate length due to the difference in the gate electrode area ratio, the gate electrode area ratio is calculated after the block is divided into the region range affected by the gate electrode formation process.
[0147]
Ideally, it is more accurate to calculate the gate electrode area ratio for all the cells by scanning the cells 1A, 1B, 1C. However, in order to reduce the load of the CAD calculation, the standard cell block is divided into a size of the region range affected by the gate electrode formation process, and the gate electrode area ratio is calculated for each divided block to calculate the calculated area ratio. Can be used for all cells present in the region.
[0148]
As a result, the difference in the finished width of the gate length due to the difference in the gate electrode area ratio, and the difference in the transistor driving capability and the difference in the circuit operation speed caused by the difference in the gate electrode area ratio are handled in the area range of the entire block with respect to the process formation process. It is possible to handle the process phenomenon more faithfully and in detail, and the simulation accuracy is improved.
[0149]
Therefore, it is possible to design with an appropriate gate width and cell size, and it is possible to suppress timing skew due to a difference in driving current between cells which may occur due to different gate electrode area ratios. LSI design is possible.
[0150]
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0151]
Also in STI (Shallow Trench Isolation), since an etching process is used when forming an isolation portion of STI, a taper due to etching is generated at the boundary between the isolation region and the active region.
[0152]
FIG. 17A is a plan view and FIG. 17B is a cross-sectional view illustrating an STI structure when the distance between transistor active regions is short. FIG. 18 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for illustrating the STI structure when the distance between the transistor active regions is large.
[0153]
When the distance between the transistor active regions as shown in FIG. 18 is increased from the state shown in FIG. 17, the taper angle attached to the STI increases. However, although it depends on the etching conditions, at the time of STI formation, since the resist exists on the transistor active region, the top side that is easy to finish according to the resist dimensions of the wiring pattern determines the transistor gate width. The shape is not significantly affected by the Taber shape at the separation end.
[0154]
However, if the channel is formed slightly below the surface, or if the STI etching conditions are set such that the top side under the resist is narrower, the layout data is used for simulation. When extracting circuit data, the difference between the mask layout width and the finished width of the transistor gate width caused by the arrangement distance between the transistors cannot be ignored.
[0155]
Therefore, it is possible to extract transistor parameters with higher accuracy by correcting and extracting the difference between the mask layout width and the finished width of the transistor gate width caused by the distance between the transistors when extracting the gate width. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the timing verification simulation.
[0156]
Next, an example using specific numerical values will be described with reference to FIGS.
[0157]
FIG. 19 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) schematically showing a state where two transistors are adjacent to each other with an STI separation on the left and right of the analysis transistor. FIG. 20 shows the correlation between the inter-transistor distance and the gate width penetration from the end on the mask layout.
[0158]
As shown in FIG. 19, the wiring width on the analysis transistor layout is 0.4 μm, and the adjacent transistor is spaced by a distance of 0.7 μm on the left side and a distance of 1.5 μm on the right side in the direction in which the gate width extends. Shall exist.
[0159]
The transistors are separated by STI, and the ends thereof are tapered according to the distance between adjacent transistors. Whether or not the gate width of the transistor to be analyzed is affected depends on the etching conditions, but in this example, the conditions are such that the intermediate point between the top and bottom of STI isolation is etched according to the layout width. Assuming that when the distance between adjacent transistors is 0.5 μm, a finished edge of the electrical gate width of the transistor is formed at the layout boundary portion of the transistor active region, and the distance between the adjacent transistors increases as shown in FIG. It is assumed that such a transistor gate width penetration amount ΔWg. Although FIG. 20 is represented in a table format, it may be represented by a function expression.
[0160]
When the layout shown in FIG. 19 is performed, the distance between the analysis transistor and the left adjacent transistor is 0.7 μm. Therefore, as shown in FIG. 20, the amount of penetration from the left side of the transistor gate width is 0.01 μm, Since the distance between the analysis transistor and the right adjacent transistor is 1.5 μm, the penetration amount from the right side of the transistor gate width is 0.05 μm.
[0161]
Therefore, the finished gate width of the analysis transistor is 0.4−0.01−0.05 = 0.34 μm.
[0162]
When the change due to the distance between adjacent transistors existing in the direction in which the gate width extends is not considered, the transistor gate width is 0.34 / 0, assuming that the transistor gate width is always 0.4 μm according to the layout dimension. .4 = 0.85, which includes an error of 15%.
[0163]
Thus, by considering the change in the gate width of the analysis transistor due to the distance between adjacent transistors in the direction in which the gate width of the transistor to be analyzed extends, the extraction accuracy of the transistor gate width can be further improved. become.
[0164]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects are listed.
[0165]
(1) By using the correlation data between the finished width of the target wiring and the distance between the wiring around the target wiring, high-precision wiring resistance / capacitance extraction and high-precision circuit simulation are possible. As a result, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by a difference in wiring resistance value caused by a difference in wiring distance at each location on the chip.
[0166]
(2) It can be used including the change in the wiring finish width caused by the lithography process. As an application method, the resist used for the wiring is OK level that does not lead to disconnection or short-circuit according to the processing rule, but the standard value regarding the finish variation is required to have an accuracy that cannot be realized without using OPC. Even in this case, by using the accurate circuit parameter extraction considering the inter-wiring distance and the wiring finish width dependency of the present invention without OPC, a high-accuracy high-cost mask that can handle fine additional patterns for OPC and long-time OPC Mask processing becomes unnecessary.
[0167]
(3) By using the correlation data between the wiring layer area ratio of the analysis wiring and the analysis wiring finished width, it is possible to extract wiring resistance and wiring capacitance parameters with high accuracy. In addition, it is possible to suppress timing errors such as timing skew that may be caused by differences in wiring resistance values caused by wiring density differences or wiring distance differences at various locations on the chip.
[0168]
(4) By treating the wiring cross section as a trapezoidal shape, it is possible to perform resistance calculation with higher accuracy than that handled as a conventional square cross section. The top side of the trapezoidal shape is determined by the lithography accuracy of the wiring resist, but it is possible to accurately handle the tapered shape and the bottom thickness generated by the wiring dry etching in a form closer to the real thing. In addition, by expressing the correlation data with the distance between wiring and the wiring area ratio only by the thickness of the lower base relative to the upper base, the amount of preparation data can be reduced rather than preparing correlation data for each wiring thickness. I can do it. Furthermore, by using together the measures such as the optical proximity effect correction for correcting the change in the finished width of the resist caused by lithography and the resist thinning for the isolated pattern, a high-precision simulation can be realized with a value close to the design value.
[0169]
(5) It is possible to estimate the standard value by eliminating the area ratio dependency of the gate length variation, and it is possible to set the guaranteed standard value of the standby current value considering the process variation to a smaller value. . In other words, when the gate length is fine, the risk for an increase in off-current is estimated in advance, so that the Vt implantation condition is reset to a higher level under process diffusion conditions even after the layout is completed. Can be dealt with at an early stage.
[0170]
(6) By performing the timing verification simulation in consideration of the density of the gate area for each block, it is possible to design an LSI with an optimum margin setting for each block.
[0171]
(7) Design with an appropriate gate width and cell size is possible, and timing skew due to a difference in driving current between cells that can occur due to different gate electrode area ratios can be suppressed, resulting in high quality. LSI design is possible.
[0172]
(8) It is possible to further improve the extraction accuracy of the transistor gate width by considering the change in the gate width of the analysis transistor due to the distance between adjacent transistors in the direction in which the gate width of the analysis target transistor extends. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-section of the finished shape of the wiring according to the size of the space between the wirings.
FIG. 3 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart in which a part of FIG. 3 is changed.
FIG. 5 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a wiring formed by a dry etching process.
FIG. 7 is a graph (a) showing the finished width with respect to the distance between the wirings, and a graph (b) showing the difference between the top and the bottom on one side with respect to the distance between the wirings.
FIG. 8B is a wiring layout and cross-sectional view according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a diagram showing correlation data of the inter-wiring distance and the finished value difference between the top and bottom around one side.
FIG. 9 is a flowchart showing a circuit parameter extraction method according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing an assumed process variation range of the gate length according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a block arrangement of an LSI according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing an arrangement of standard cell libraries of an LSI according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a wiring manufacturing process
FIG. 14 is a cross-sectional view (a) of a line and space pattern, a cross-sectional view (b) of an isolated pattern, and an enlarged cross-sectional view (c).
FIG. 15 is a graph showing the correlation between the wiring distance and the wiring finish width;
FIG. 16 is a graph showing the correlation between the wiring area ratio and the wiring finish width;
17A and 17B are a plan view and a cross-sectional view showing an STI structure when the distance between transistor active regions is short
18A and 18B are a plan view and a cross-sectional view showing an STI structure when the distance between the transistor active regions is long (FIG. 18A).
FIGS. 19A and 19B are a plan view and a cross-sectional view schematically showing a state in which two transistors are adjacent to each other with an STI isolation sandwiched between the right and left sides of an analysis transistor for explaining an eighth embodiment of the present invention. b)
FIG. 20 is a diagram showing correlation data between the distance between transistors and the gate width penetration amount from the end on the mask layout.
[Explanation of symbols]
100 layout data
101 Correlation data between wiring interval and wiring finish width
102 Wiring width, wiring length, wiring distance extraction process
103 Wiring width (and wiring interval) correction process
104 Wiring interval-wiring capacity correlation data
105 Wiring resistance and wiring capacitance calculation process
200 Wiring area ratio calculation process
201 Wiring area ratio-wiring finish width correlation data
202 Wiring width (and wiring interval) correction process
203 Wiring interval-wiring finish width correlation data considering the wiring area ratio
300 Logic & Timing Design Process
301 Wiring interval-wiring finish width correlation data taking into account the wiring area ratio (with correction of optical proximity effect etc. on resist)
302 Resist dimensional control correction process such as optical proximity correction
303 Mask data processing step
304 Final timing verification simulation process
305 Timing adjustment circuit and layout correction process
306 Timing verification result determination step
701 Wiring resistance value comparison before and after correction, and difference detection process
702 Necessity judgment process of layout wiring width correction
703 Layout wiring width correction process
900 Target LSI
901 I / O cell part
902 Block A
903 Block B
904 Block C
905 Signal from block A to block C
906 Signal from block B to block C
907 Standard Cell Library Unit
908 Standard Cell Lane
909 Area ratio calculation range of gate electrode pattern

Claims (18)

半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、
モデル配線と該モデル配線の周囲に存在する同層の配線との距離と、該モデル配線のマスクレイアウト幅と仕上がり幅との差との相関データを準備し、
実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線と同層で周囲に存在する配線との距離を抽出し、
抽出した前記解析配線のレイアウト配線幅と、同じく抽出した前記解析配線と前記解析配線の周囲に存在する前記配線との距離とに対して、前記相関データを参照することによって得られる配線仕上がり幅を用いて、配線抵抗値と配線容量値を算出することを特徴とする回路パラメータ抽出方法。
A method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit,
Preparing correlation data between the distance between the model wiring and the wiring of the same layer existing around the model wiring and the difference between the mask layout width and the finished width of the model wiring;
From the actual layout, extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring, and extract the distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer,
The wiring finish width obtained by referring to the correlation data with respect to the extracted layout wiring width of the analysis wiring and the distance between the extracted analysis wiring and the wiring existing around the analysis wiring. A circuit parameter extraction method characterized by calculating a wiring resistance value and a wiring capacitance value.
半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、
モデル配線の配線層の、ある設定領域内における配線パターンの存在割合である配線パターン面積率と、該モデル配線の仕上がり幅の変化量との相関データを準備し、
実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線の配線層のパターン面積率を計算し、
抽出した前記解析配線の配線長と配線幅と、計算した前記解析配線層の前記パターン面積率とに対して、前記相関データを参照することによって得られる、面積率に起因した配線仕上がり幅の変化量を用いて、配線仕上がり幅を求め、配線抵抗値と配線容量値を算出することを特徴とする回路パラメータ抽出方法。
A method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit,
Prepare the correlation data between the wiring pattern area ratio, which is the ratio of the wiring pattern existing in the set area of the wiring layer of the model wiring, and the amount of change in the finished width of the model wiring,
Extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring from the actual layout, calculate the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring,
Changes in the wiring finish width due to the area ratio obtained by referring to the correlation data with respect to the extracted wiring length and wiring width of the analysis wiring and the calculated pattern area ratio of the analysis wiring layer A circuit parameter extraction method characterized by calculating a wiring finish value by using a quantity and calculating a wiring resistance value and a wiring capacitance value.
備する前記相関データ、前記モデル配線の配線断面を、長方形、長方形以外の鋭角や鈍角の角を有する四角形、四角以上の多角形、ある辺の形状をある曲率の円周曲線として表現する形状、およびある辺をある関数曲線で表現する形状のいずれかの変化として表現し、
前記抽出した前記解析配線のレイアウト上の配線長と配線幅に加えて、前記相関データを参照することで求められる仕上がり後の配線断面形状の断面積を計算することにより単位長当たりの配線抵抗値を求め、該単位長当たりの配線抵抗値とレイアウト上の配線長より解析配線の抵抗値と容量値を算出する請求項1または2記載の回路パラメータ抽出方法。
Said correlation data to prepare expresses the wire cross section of the model wiring, rectangle, square with acute and obtuse corner of the non-rectangular, square or polygonal, as the circumferential curve of the curvature in the shape of a side Express as a change in shape and any shape that represents a side with a function curve,
In addition to the extracted wiring length and wiring width on the layout of the analysis wiring, the wiring resistance value per unit length is calculated by calculating the cross-sectional area of the finished wiring cross-sectional shape obtained by referring to the correlation data The circuit parameter extracting method according to claim 1, wherein the resistance value and the capacitance value of the analysis wiring are calculated from the wiring resistance value per unit length and the wiring length on the layout.
前記配線断面形状を台形形状として取り扱う請求項3記載の回路パラメータ抽出方法。  The circuit parameter extracting method according to claim 3, wherein the wiring cross-sectional shape is handled as a trapezoidal shape. 半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、
モデル配線のレイアウト上の配線幅をパラメータとして、該モデル配線と該モデル配線の周囲に存在する同層の配線との距離と、該モデル配線の抵抗値及び容量値の変化量とを表現した相関データを準備し、
実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線と同層で周囲に存在する配線との距離を抽出し、
抽出した前記解析配線のレイアウト配線幅をパラメータとして、前記相関データを参照することにより、前記解析配線の仕上がり抵抗値及び容量値を算出することを特徴とする回路パラメータ抽出方法。
A method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit,
Correlation expressing the distance between the model wiring and the same-layer wiring existing around the model wiring, and the amount of change in the resistance value and the capacitance value of the model wiring, using the wiring width on the layout of the model wiring as a parameter Prepare the data
From the actual layout, extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring, and extract the distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer,
A circuit parameter extraction method characterized in that a finished resistance value and a capacitance value of the analysis wiring are calculated by referring to the correlation data using the extracted layout wiring width of the analysis wiring as a parameter.
半導体集積回路のレイアウトから配線抵抗や配線容量等の回路パラメータを抽出する方法であって、
モデル配線のレイアウト上の配線幅をパラメータとして、該モデル配線の配線層のある設定領域内における配線パターンの存在割合である配線パターン面積率と、該モデル配線の抵抗値及び容量値の変化量との相関データを準備し、
実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線の配線層のパターン面積率を計算し、
抽出した前記解析配線のレイアウト配線幅をパラメータとして、前記相関データを参照することにより、前記解析配線の仕上がり抵抗値及び容量値を算出することを特徴とする回路パラメータ抽出方法。
A method for extracting circuit parameters such as wiring resistance and wiring capacitance from a layout of a semiconductor integrated circuit,
With the wiring width on the layout of the model wiring as a parameter, the wiring pattern area ratio that is the ratio of the wiring pattern existing in the setting region where the wiring layer of the model wiring is present, and the amount of change in the resistance value and capacitance value of the model wiring Prepare correlation data for
Extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring from the actual layout, calculate the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring,
A circuit parameter extraction method characterized in that a finished resistance value and a capacitance value of the analysis wiring are calculated by referring to the correlation data using the extracted layout wiring width of the analysis wiring as a parameter.
備する前記相関データ、テーブル化もしくは近似計算式化されている請求項1から6のいずれか一項記載の回路パラメータ抽出方法。It said correlation data to prepare a circuit parameter extracting method of any one of claims 1, which is a table or an approximate equation of 6. 前記配線パターン面積率の計算を行う際に、チップ面積全体に占める配線パターンの面積率を計算する請求項2または6記載の回路パラメータ抽出方法。  The circuit parameter extraction method according to claim 2 or 6, wherein when calculating the wiring pattern area ratio, the area ratio of the wiring pattern occupying the entire chip area is calculated. 前記配線パターン面積率の計算を行う際に、回路ブロック毎に配線パターンの面積率を計算する請求項2または6記載の回路パラメータ抽出方法。  7. The circuit parameter extraction method according to claim 2, wherein the wiring pattern area ratio is calculated for each circuit block when the wiring pattern area ratio is calculated. 前記配線パターン面積率の計算を行う際に、配線加工プロセス工程が周囲に存在する配線パターンの面積率の影響を受け得る範囲内において、パターン面積率の計算を行う請求項2または6記載の回路パラメータ抽出方法。  7. The circuit according to claim 2, wherein when calculating the wiring pattern area ratio, the pattern area ratio is calculated within a range in which a wiring processing process step can be influenced by an area ratio of a wiring pattern existing around. Parameter extraction method. 最小加工寸法の10倍の領域範囲内において、前記配線パターン面積率の計算を行う請求項10記載の回路パラメータ抽出方法。  The circuit parameter extraction method according to claim 10, wherein the wiring pattern area ratio is calculated within a region range 10 times the minimum processing dimension. 請求項1から11のいずれか一項記載の回路パラメータ抽出方法と、半導体リソグラフィ工程で使用するフォトマスクデータ生成工程におけるリソグラフィ工程に起因したレジスト仕上がり幅の変化量を補正する光近接効果補正、及びレジストのエッチング工程に起因した孤立パターンでのレジスト細りの変化量補正とを合わせて用いることを特徴とする半導体集積回路の設計方法。  The circuit parameter extraction method according to any one of claims 1 to 11, and an optical proximity effect correction for correcting a change amount of a resist finish width caused by a lithography process in a photomask data generation process used in a semiconductor lithography process, and A method for designing a semiconductor integrated circuit, which is used in combination with correction of the amount of change in resist thinning in an isolated pattern caused by a resist etching process. マスクレイアウトデータを一旦参照して、請求項1から11のいずれか一項記載の回路パラメータ抽出方法を用いて、配線仕上がり幅と配線抵抗値及び配線容量値を算出した上で、前記配線抵抗値及び配線容量値と設計時に設定した所望の配線抵抗値及び配線容量値とを比較し、
レイアウト配線幅に対して前記所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づける補正を加えるか否かを判定し、
前記判定の結果、補正が必要である場合に、前記所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づけるように前記レイアウト配線幅に補正を加え、
再度、前記レイアウト配線幅を補正した後の配線抵抗値及び配線容量値を用いて、半導体集積回路のタイミングシ検証ミュレーションを行うことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
12. The wiring resistance value is calculated by referring to the mask layout data and calculating the wiring finish width, wiring resistance value, and wiring capacitance value by using the circuit parameter extraction method according to claim 1. Compare the wiring capacitance value with the desired wiring resistance value and wiring capacitance value set at the time of design,
It is determined whether or not to correct the layout wiring width to approximate the desired wiring resistance value and wiring capacitance value,
As a result of the determination, when correction is necessary, the layout wiring width is corrected so as to approach the desired wiring resistance value and wiring capacitance value,
A method of designing a semiconductor integrated circuit, wherein timing simulation verification of the semiconductor integrated circuit is performed again using the wiring resistance value and wiring capacitance value after correcting the layout wiring width.
半導体集積回路の設計方法であって、
配線の断面形状を台形形状として扱い、
リソグラフィ工程に起因したレジスト仕上がり幅の変化量を補正する光近接効果補正、およびレジストのエッチング工程に起因した孤立パターンでのレジスト細りの変化量補正を加えるレイアウト補正を行い、
前記レイアウト補正を用いた上での、モデル配線と該モデル配線の周囲に存在する同層の配線との距離と、該モデル配線の仕上がり形状の上底及び下底との第1相関データと共に、前記レイアウト補正を用いた上での、前記モデル配線の配線層の面積率と、前記モデル配線の仕上がり形状の上底及び下底の仕上がり値との第2相関データとを準備し、
実際のレイアウトから、解析配線の配線長と配線幅を抽出すると共に、該解析配線と同層で周囲に存在する配線との距離を抽出し、
前記解析配線の配線層のパターン面積率を計算し、
抽出した解析配線の前記配線長、前記配線幅、前記解析配線と同層で周囲に存在する配線との前記距離、および前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を用いて、前記解析配線の台形形状断面における上底及び下底の変化量、前記解析配線の配線断面積、および配線抵抗値を計算し、
計算した前記解析配線抵抗値に対して、設計時に意図した所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づける補正を加えるか否かを判定し、
前記判定の結果、補正が必要である場合に、前記所望の配線抵抗値及び配線容量値に近づけるようにレイアウト配線幅を変化させる補正を加え、
再度、前記補正を行った後の配線抵抗値及び配線容量値を用いて、半導体集積回路のタイミング検証シミュレーションを行うことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
A method for designing a semiconductor integrated circuit, comprising:
Treat the cross-sectional shape of the wiring as a trapezoidal shape,
Performs optical proximity correction that corrects the amount of change in the resist finish width caused by the lithography process, and layout correction that adds the amount of change in resist thinning in the isolated pattern caused by the resist etching process.
Along with the first correlation data of the distance between the model wiring and the same-layer wiring existing around the model wiring, and the upper and lower bases of the finished shape of the model wiring, using the layout correction, Preparing the second correlation data of the area ratio of the wiring layer of the model wiring and the finished values of the top and bottom of the finished shape of the model wiring using the layout correction;
From the actual layout, extract the wiring length and wiring width of the analysis wiring, and extract the distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer,
Calculate the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring,
Using the wiring length of the extracted analysis wiring, the wiring width, the distance between the analysis wiring and the wiring existing in the same layer, and the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring, Calculate the amount of change in the upper and lower bases in the trapezoidal cross section, the wiring cross-sectional area of the analysis wiring, and the wiring resistance value,
It is determined whether or not the calculated analysis wiring resistance value is to be corrected to approach the desired wiring resistance value and wiring capacitance value intended at the time of design,
If correction is necessary as a result of the determination, a correction is made to change the layout wiring width so as to approach the desired wiring resistance value and wiring capacitance value,
A method of designing a semiconductor integrated circuit, wherein a timing verification simulation of the semiconductor integrated circuit is performed again using the wiring resistance value and wiring capacitance value after the correction.
前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を計算する際に、チップ面積全体に占める配線パターンの面積率を計算する請求項14記載の半導体集積回路の設計方法。15. The method for designing a semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein the area ratio of the wiring pattern occupying the entire chip area is calculated when calculating the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring . 前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を計算する際に、回路ブロック毎に配線パターンの面積率を計算する請求項14記載の半導体集積回路の設計方法。In calculating the pattern area ratio of the wiring layer of said analysis lines, a method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 14, wherein calculating the area ratio of the wiring pattern for each circuit block. 前記解析配線の配線層の前記パターン面積率を計算する際に、配線加工プロセス工程が周囲に存在する配線パターンの面積率の影響を受け得る範囲内において、パターン面積率の計算を行う請求項14記載の半導体集積回路の設計方法。15. When calculating the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring, the pattern area ratio is calculated within a range in which the wiring processing process can be affected by the area ratio of the wiring pattern existing in the periphery. The semiconductor integrated circuit design method described. 最小加工寸法の10倍の領域範囲内において、前記解析配線の配線層の前記パターン面積率の計算を行う請求項17記載の半導体集積回路の設計方法。18. The method of designing a semiconductor integrated circuit according to claim 17 , wherein the pattern area ratio of the wiring layer of the analysis wiring is calculated within a region range of 10 times the minimum processing dimension.
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