半导体装置的设计方法及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体装置及该半导体装置的设计方法。通过让为了达到面积率而插到布线层的空闲区域的虚设金属布线有两个或者两个以上的地方连接在ＶＤＤ或者ＶＳＳ的电源布线上，便既能谋求电源布线的增强，又能达到所规定的面积率。因此，本发明专利技术提供了一种确保图案的面积率大于等于规定值、执行压降对策的半导体装置以及半导体装置的设计方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种设置了虛设金属布线的半导体装置及其设计方法。
技术介绍
伴随着高集成化半导体装置(LSI)的微细化和高集成化的发展，越 来越需要形成微细且复杂的图案。在这一状况下，为了形成与掩模设计完 全一样的图案，工艺条件受到的制约就越来越多。例如，在形成布线图案 的时候，多晶硅膜、铝膜、金属硅化物层等导电性膜之后，再利用光刻法 形成所希望的掩模图案、进行蚀刻，以形成布线图案。在布线图案的蚀刻工序中，导电性膜中不被掩模覆盖露出的部分被选 择性地除去。但即使将蚀刻工序的各个条件最佳化，蚀刻速度也会由于形 成掩模的区域相对整个衬底面的密度(面积率)的不同而出现偏差。因此 会出现无论掩模形成区域的密度过高还是过低，蚀刻精度都下降的不良现 象。在形成扩散层时也发生同样的不良现象。若为形成扩散层的离子注入 区域很小，离子就会集中，而得不到所希望的扩散分布曲线。有时会这样。另一方面，为将S4l4面平坦化，有人提出了化学机械研磨法(CMP: Chemical Mechanical Polishing)。在该方法下，在利用涂敷法或者CVD 法等在基板上面形成绝缘膜之后，边机械地研磨边化学地蚀刻而将表面平 坦化。但是，在是铝布线的情况下，若下层的布线层的图案密度很小，存 在图案的布置面积未达到规定面积的区域，则即使形成很厚的绝缘膜，也 不能利用CMP平坦化，有时，没有布线图案的区域就一直处于凹陷状态。在此，为了满足对每一个工艺所规定的布线图案的密度，有人提出了 将虛设图案设在LSI的空闲区域的方法。例如，在专利文献l等中，提出 了以下方法。即让虚设图案形成在充分大的空地上，空地大到不会由于虛 设金属布线的形成而受电容的影响，这是一种方法。还有一种方法就是为 减少布线间电容而布置虛设图案。《专利文献1》特开平5 - 343546号公4艮然而，现在的高集成化LSI中，基本上不存在电容不会对既存电路造 成影响的空闲区域，而且，l又在受电容影响的空闲区域形成虛设图案，也 不可能达到对每一个工艺条件所规定的布线图案的面积率。如此，在产生虛设图案之际，在既存电路中也是边考虑电容，边产生 虛设图案。现状是为了尽可能地减少布线间电容，很多情况下都要产生点 状的浮置节点虛设图案。除了用来达到对每一个工艺条件所规定的布线图 案的面积率以外，尚未有其它用途。在现在的微细工艺下的LSI设计中，会由于电源电压的下降而产生微 小的压降(IR-Drop),电路就不能按希望去工作。这是一个问题。为了 解决这一问题，有效的做法就是为确保动作容限而在空闲区域增强电源。 而且，为吸收杂音而在电源布线间形成非耦合电容也是一有效的手段。但是，在现有的面积率调整过程中，布置在空闲区域的虛设图案是点 状的浮置节点虛设图案，是为达成面积率使用空闲区域，故布置虛设图案 后再增强电源是极其困难的。而且， 一般情况下，电源增强用布线不是边 考虑着图案的面积率边产生的，故即使过度地增强电源之后再去调节面积 率，要达成图案的面积率也有很多困难，结果是不得不进行大幅度地修改 设计。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种边确保图案的面积率大于等于规定值， 边实施压降对策的半导体装置、及半导体装置的设计方法。本专利技术的第一半导体装置，包括电源电压提供部；多条电源线，与 所述电源电压提供部连接或者接地，设在多个布线层内且布置为方格状； 第一虛设金属布线，至少设在所述多个布线层的一个布线层中，在两个以上的地方与所述电源电压提供部连接或者接地。这样一来，通过设置虛设金属，就既能使图案的面积率大于等于规定 值，又能增强方格状电源。例如若将第一虛设金属布线连接到电源电压提供部，在仅有连接到VDD上的电源线导致大幅度压降的情况下等就纟N效。还包括还包括第二虚设金属布线，该第二虚设金属布线至少设在所述 多个布线层的一个布线层中，在两个以上的地方连接在极性与所述第一虛 设金属布线相反的电源上。这样做，就能在设有第一虛设金属布线的布线 层和设有第二虛设金属布线的布线层之间形成布线间电容。所述第一虛设金属布线和所述第二虚设金属布线设在不同的布线层 中。这样做，就能防止由于布线短^各导致合格率下降。还包括电气《瓜立的浮置节点虚设金属布线，该浮置节点虛设金属布线 被设在没有形成所述第一虛设金属布线和所述电源线的布线层内。这样 做，在信号布线等很拥挤的布线层就能设置浮置节点金属布线，达到规定 的面积率，而且能够增强方格状电源。还包括第三虛设金属布线，该第三虛设金属布线至少设在所述多个布 线层的一个布线层中，在两个以上的地方连接在极性与所述第一虚设金属布线相反的电源上；形成有所述第一虚设金属布线的布线层和形成有所述 第三虚设金属布线的布线层交替叠层。这样做，就能对方格状电源采取充 分的压降对策，且在设在上下相邻的布线层内的虛设金属布线之间形成布 线间电容。本专利技术的第二半导体装置，包括多个布线层；电源电压提供部；以 及多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状；当 设所述电源线中连接在所述电源电压提供部的电源线为第 一 电源线，设接 地的电源线为第二电源线时，在一个布线层内设置了多组由所述第一电源 线和所述第二电源线构成的组，将两条所述第一电源线和两条所述第二电 源线相邻配置；在相邻的所述第 一 电源线之间设置了连接在所述电源电压 提供部的第 一虛设金属布线；在相邻的所述第二电源线之间设置了接地的 第二虚设金属布线这样一来，便能对方格状电源采取压降对策。而且，即使虛设金属布线和夹着该虛设金属布线的电源线接触，异电源间也不会发生短路。故能 够防止合格率下降。本专利技术的第三半导体装置，包括多个布线层；电源电压提供部；设在中央部的能动元件；输入/输出单元，用以发送和接收来自外部 的信号及来自所述能动元件的信号；多条电源线，与所述电源电压提供部 连接或者接地。布置为方格状。设置在布置在所述中央部周围的外围区域； 虛设金属布线，设在所述外围区域，在两个以上的地方与所迷电源电压提 供部连接或者接地；以及电气《瓜立的浮置节点虚设金属布线，设置在所述 外围区域以外的区域。这样做，便充分地增强了电源取出部分的方格状电源，故能够抑制在 中央部产生的压降。而且，因为设置了设计自由度很高的浮置节点虛设金 属布线，故很容易实现规定的面积率。所述第一虛i殳金属布线还i殳在没有形成所述电源线的布线层内。这才羊 做，在搭载有半导体装置的半导体芯片的外周作为死空间残留下来的情况 下，也能更有效地对中央部采取压降对策。本专利技术的第四半导体装置，包括多个布线层；电源电压提供部；1个或者多个虛i殳金属柱，穿过所述多个布线层。与所述电源电压才是 供部连接或者接地；以及虛设金属布线，与所述虛设金属柱的一个连接， 形成在一个布线中，而不会越过另一布线层。这样一来，在加工布线层修正电路的情况下，将虛设金属布线切断， 就很容易修正。所述虛设金属柱，包括连接在所述电源电压提供部的第 一虛设金属柱 和接地的第二虚设金属柱；设有连接在所述第一虛设金属柱的所述虚设金 属布线的布线层与设有连接在所述第二虛设金属柱的所述虛设金属布线 的布线层交替叠层。这样做，就能在连接在所述第一虛设金属柱和第二虛设金属柱的虛设 金属布线之间形成布线间电容。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于：包括：　多个布线层；　电源电压提供部；以及　多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状；　当设所述电源线中连接在所述电源电压提供部的电源线为第一电源线，设接地的电源线为第二电源线时，在一个布线层内设置了多组由所述第一电源线和所述第二电源线构成的组，将两条所述第一电源线和两条所述第二电源线相邻配置；　在相邻的所述第一电源线之间设置了连接在所述电源电压提供部的第一虚设金属布线；　在相邻的所述第二电源线之间设置了接地的第二虚设金属布线。

【技术特征摘要】
JP 2004-9-15 2004-2687691.一种半导体装置，其特征在于包括多个布线层；电源电压提供部；以及多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状；当设所述电源线中连接在所述电源电压提供部的电源线为第一电源线，设接地的电源线为第二电源线时，在一个布线层内设置了多组由所述第一电源线和所述第二电源线构成的组，将两条所述第一电源线和两条所述第二电源线相邻配置；在相邻的所述第一电源线之间设置了连接在所述电源电压提供部的第一虚设金属布线；在相邻的所述第二电源线之间设置了接地的第二虚设金属布线。2. —种半导体装置，其特征在于包括 多个布线层；电源电压提供部； 设在中央部的能动元件；输入/输出单元，用以发送和接收来自外部的信号及来自所述能动元 件的信号；多条电源线，与所述电源电压提供部连接或者接地。布置为方格状。 设置在布置在所述中央部周围的外围区域；虛设金属布线，设在所述外围区域，在两个以上的地方与所述电源电 压提供部连接或者接地；以及电气孤立的浮置节点虛设金属布线，设置在所述外围区域以外的区域。3. 根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于 所述第一虚设金属布线还设在没有形成所述电源线的布线层内。4. 一种半导体装置，其特征在于包括 多个布线层；电源电压提供部；l个或者多个虛设金属柱，穿过所述多个布线层。与所述电源电压才是供部连接或者接地；以及虛设金属布线，与所述虚设金属柱的一个连接，形成在一个布线中， 而不会越过另一布线层。5. 根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于 所述虛设金属柱，包括连接在所述电源电压提供部的第 一虛设金属柱和接地的第二虛设金属柱；设有连接在所述第一虛设金属柱的所述虛设金属布线的布线层与设 有连接在所述第二虛设金属柱的所述虛设金属布线的布线层交替叠层。6. —种半导体装置，其特征在于包括 多个布线层；信号布线；以及电气孤立的浮置节点虚设金属布线，设置在形成有所述信号布线的布 线层的上层或者下层；俯视时，所述浮置节点虛设金属布线和所述信号布线不重叠。7. 根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒木章之，木村文浩，嶋田纯一，藤田和久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]