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JP5721934B2 - Semiconductor device design support method - Google Patents
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本発明は、タイミング検証が行われる半導体装置の設計支援方法に関する。 The present invention relates to a design support method for a semiconductor device in which timing verification is performed.

近年、半導体技術の進歩に伴い、大規模なLSI(Large Scale Integrated circuit)の設計又は同一機能を複数搭載するLSIの設計では、階層設計手法が多く用いられるようになった。すなわち、上位階層(チップ)及び下位階層(回路ブロック)を別々に設計し、チップ上に回路ブロックを配置させて1つにすることで、小規模なLSIから構成されたシステムLSIが形成される。なお、回路ブロックは、論理回路を構成する複数の基本セルが配置されて構成されている。基本セルは繰り返し配置される最小単位であって、1又は複数のトランジスタを有している。   2. Description of the Related Art In recent years, with the advancement of semiconductor technology, hierarchical design techniques have been frequently used in large-scale LSI (Large Scale Integrated circuit) designs or LSI designs incorporating a plurality of identical functions. That is, by designing the upper hierarchy (chip) and the lower hierarchy (circuit block) separately and arranging the circuit blocks on the chip to form one, a system LSI composed of a small-scale LSI is formed. . Note that the circuit block is configured by arranging a plurality of basic cells constituting a logic circuit. A basic cell is a minimum unit that is repeatedly arranged and has one or more transistors.

このようなシステムLSIは、LSI機能設計、フロントエンド設計及びバックエンド設計の各工程を経て設計される(例えば、特許文献1参照。)。
LSI機能設計では、実現したいシステムをどのようにLSI化するかを定義し、定義したLSIの機能をHDL(Hardware Description Language)言語により、RTL(Register Transfer Level)で回路を記述し、当該回路が所望の動作を行うかを検証する。
Such a system LSI is designed through each process of LSI function design, front-end design, and back-end design (see, for example, Patent Document 1).
In LSI function design, the system to be realized is defined as LSI, and the defined LSI functions are described in RTL (Register Transfer Level) using the Hardware Description Language (HDL) language. Verify whether the desired operation is performed.

フロントエンド設計では、LSI機能設計で記述されたRTLを、回路ブロックで構成されたネットリストに変換する。ネットリストに対して、作成した回路が所望の周波数並びに規定値で動作するか等のタイミング条件を満たしているかのタイミング検証等が行われる。   In the front-end design, the RTL described in the LSI functional design is converted into a net list composed of circuit blocks. Timing verification or the like is performed on the netlist to check whether the created circuit satisfies a timing condition such as operating at a desired frequency and a specified value.

バックエンド設計では、フロントエンド設計の各検証で異常が見出せなかったネットリストを利用して、フロアプラン、電源配線及び回路ブロックの配置等が行われ、製造されたLSIの動作・品質保証を実現するための検証が最後に行われる。   In back-end design, floor plans, power supply wiring, and circuit block placement are performed using a netlist that was not found abnormal in each verification of front-end design, and operation and quality assurance of the manufactured LSI is realized. Verification to do is done last.

特に、近年のシステムLSIの小型化を進めるために、回路ブロックを回転させた状態でチップに配置する場合がある。   In particular, in order to reduce the size of system LSIs in recent years, there are cases where circuit blocks are arranged on a chip while being rotated.

特開2005−251976号公報JP 2005-251976 A

しかし、回路ブロックを回転させた状態でチップに配置させた場合には、回路ブロックの回転に伴って、回路ブロックを構成する基本セルが回転し、トランジスタのゲートの向きが変わり、トランジスタの電気特性も変わってしまう。近年の微細化した半導体装置では、電気特性の変化量が大きくなり、遅延時間にずれが生じてしまってタイミング設計上の問題が発生するという問題点があった。   However, when the circuit block is rotated and placed on the chip, the basic cells that make up the circuit block rotate with the rotation of the circuit block, the direction of the gate of the transistor changes, and the electrical characteristics of the transistor Will also change. In recent miniaturized semiconductor devices, there has been a problem in that the amount of change in electrical characteristics becomes large, causing a delay in the delay time, resulting in a problem in timing design.

タイミング設計上の問題を回避するためには回路ブロックの再設計が必要となり、開発の手戻りが発生する可能性が高まり、半導体装置の製造が煩雑になる。
上記の点を鑑みて、本発明は、製造効率が向上した半導体装置の設計支援方法を提供することを目的とする。
In order to avoid timing design problems, it is necessary to redesign the circuit block, which increases the possibility of reworking the development, and the manufacturing of the semiconductor device becomes complicated.
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a design support method for a semiconductor device with improved manufacturing efficiency.

上記目的を達成するために、タイミング検証が行われる半導体装置の設計支援方法が提供される。
この半導体装置の設計支援方法は、トランジスタの配置角度ごとに前記トランジスタのオン電流を含む電気特性を取得する工程と、前記電気特性に基づいて、前記トランジスタを有した基本セルの遅延情報を、前記基本セルの配置角度ごとに抽出する工程と、前記遅延情報に基づいて、前記基本セルを含む回路ブロックのタイミングを検証する工程と、を有する。
In order to achieve the above object, a design support method for a semiconductor device in which timing verification is performed is provided.
Design support method of the semiconductor device, and more Engineering you get the electrical characteristics including an on-current of the transistor in each arrangement angle of the transistor, based on the electrical characteristics, the delay information of the basic cell having the transistor , and as engineering you extracted for each placement angle of the basic cell, based on said delay information, having a higher Engineering you verify timing circuit block including the basic cell.

このような半導体装置の設計支援方法では、トランジスタの配置角度ごとに電気特性が取得されて、電気特性に基づいて、トランジスタを有した基本セルの遅延情報が、基本セルの配置角度ごとに抽出されて、遅延情報に基づいて、基本セルで構成された回路ブロックのタイミングが検証される。 In such a semiconductor device design support method, electrical characteristics are acquired for each arrangement angle of a transistor, and delay information of a basic cell having a transistor is extracted for each arrangement angle of the basic cell based on the electrical characteristics. Thus, the timing of the circuit block composed of the basic cells is verified based on the delay information.

上記半導体装置の設計支援方法では、製造効率が向上する。
The semiconductor device design support method improves the manufacturing efficiency.

第1の実施の形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 半導体装置の設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the design support apparatus of a semiconductor device. テストチップの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a test chip. 基本セルの配置角度ごとの遅延時間及び消費電流を示す表である。It is a table | surface which shows the delay time and consumption current for every arrangement angle of a basic cell. トランジスタのしきい値電圧に対するオン電流を示すグラフである。It is a graph which shows the on current with respect to the threshold voltage of a transistor. 第2の実施の形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、第1の実施の形態について説明する。
図1は第1の実施の形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャート、図2は半導体装置の設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of a semiconductor device design support apparatus.

まず、図2について説明する。
図2に示す半導体装置の設計支援を行う設計支援装置100は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス107を介してRAM(Random Access Memory)102、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105及び通信インタフェース106が接続されている。
First, FIG. 2 will be described.
The design support apparatus 100 for supporting the design of the semiconductor device shown in FIG. 2 is controlled by a CPU (Central Processing Unit) 101 as a whole. A random access memory (RAM) 102, a hard disk drive (HDD) 103, a graphic processing device 104, an input interface 105, and a communication interface 106 are connected to the CPU 101 via a bus 107.

RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)プログラム並びにアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に必要な各種データの少なくとも一部が一時的に格納される。その他、CPU101の処理により生成されたデータの少なくとも一部が一時的に格納される。   The RAM 102 temporarily stores at least part of an OS (Operating System) program and application programs to be executed by the CPU 101. The RAM 102 temporarily stores at least a part of various data necessary for processing by the CPU 101. In addition, at least a part of the data generated by the processing of the CPU 101 is temporarily stored.

HDD103には、OSプログラム並びにアプリケーションプログラムが格納される。また、HDD103には、基本セル、回路ブロック及びチップのレイアウトデータD1,D2,D3等の各種データが格納される。その他、テスタ114により取得されたデータ、並びにCPU101の処理過程により生成されたデータも格納される。   The HDD 103 stores an OS program and application programs. The HDD 103 stores various data such as basic cell, circuit block, and chip layout data D1, D2, and D3. In addition, data acquired by the tester 114 and data generated by the process of the CPU 101 are also stored.

グラフィック処理装置104には、モニタ111が接続されている。グラフィック処理装置104は、CPU101からの命令に従って、画像をモニタ111の画面に表示させる。   A monitor 111 is connected to the graphic processing device 104. The graphic processing device 104 displays an image on the screen of the monitor 111 in accordance with a command from the CPU 101.

入力インタフェース105には、キーボード112とマウス113とが接続されている。入力インタフェース105は、キーボード112やマウス113から送られてくる信号を、バス107を介してCPU101に送信する。   A keyboard 112 and a mouse 113 are connected to the input interface 105. The input interface 105 transmits a signal sent from the keyboard 112 or the mouse 113 to the CPU 101 via the bus 107.

通信インタフェース106には、試験装置であるテスタ114が接続されている。通信インタフェース106は、テスタ114で取得された後述するテスタチップのトランジスタの電気特性の信号を、バス107を介してCPU101に送信する。   A tester 114 that is a test apparatus is connected to the communication interface 106. The communication interface 106 transmits, to the CPU 101 via the bus 107, a signal of electrical characteristics of a transistor of a tester chip described later acquired by the tester 114.

上記構成を有する設計支援装置100を用いることにより、例えば、図1のフローチャートのフローに従って半導体装置の製造を行う。
それでは、半導体装置の製造方法について図1のフローに沿って説明する。
By using the design support apparatus 100 having the above configuration, for example, a semiconductor device is manufactured according to the flowchart of FIG.
A method for manufacturing a semiconductor device will now be described along the flow of FIG.

まず、HDD103にあらかじめ格納されるデータについて説明する。
レイアウトデータD1は製造対象の半導体装置の基本セルを構成するトランジスタの配置、配線及びフロアプラン等のレイアウトに関するデータが保持されている。
First, data stored in advance in the HDD 103 will be described.
The layout data D1 holds data related to layout such as arrangement, wiring, floor plan, and the like of transistors constituting the basic cell of the semiconductor device to be manufactured.

レイアウトデータD2,D3は回路ブロックを構成する基本セルと、チップを構成する回路ブロックとの配置、配線及びフロアプラン等のレイアウトに関するデータがそれぞれ保持されている。   The layout data D2 and D3 hold data relating to layouts such as layout, wiring, and floor plan of the basic cells constituting the circuit block and the circuit blocks constituting the chip.

また、レイアウトデータD2は、製造対象の半導体装置のネットリスト及びコンストレイント(共に図示を省略)とレイアウトデータD1とから生成される。また、同様に、レイアウトデータD3は当該ネットリスト及びコンストレイントと、レイアウトデータD2とから生成される。   The layout data D2 is generated from the net list and constraints (both not shown) of the semiconductor device to be manufactured and the layout data D1. Similarly, the layout data D3 is generated from the netlist and constraints and the layout data D2.

なお、テストチップ測定データD4は、テスタ114により測定され、取得されると、HDD103に格納される。
トランジスタ電気特性データD5a,D5b及びライブラリL1についてはCPU101で行われる処理の過程で生成されて、HDD103に格納される。
When the test chip measurement data D4 is measured by the tester 114 and acquired, it is stored in the HDD 103.
The transistor electrical characteristic data D5a and D5b and the library L1 are generated in the course of processing performed by the CPU 101 and stored in the HDD 103.

[ステップS11]テスタ114により、あらかじめ作成されたテストチップの電圧及び電流等の電気的特性であるDC特性と、動作周波数、入出力信号の遅延時間等の電気的特性であるAC特性とが測定される。通信インタフェース106はテスタ114から受信した測定結果をHDD103に格納して、テストチップ測定データD4を形成する。   [Step S11] The tester 114 measures the DC characteristics, which are electrical characteristics such as the voltage and current of the test chip prepared in advance, and the AC characteristics, which are electrical characteristics such as the operating frequency and the delay time of the input / output signals. Is done. The communication interface 106 stores the measurement result received from the tester 114 in the HDD 103, and forms test chip measurement data D4.

図3はテストチップの一例を説明するための図である。なお、図3(A)は基本セル10、図3(B)はトランジスタ10a,10b及び基本セル10で構成される回路ブロック20がそれぞれ配置されたテストチップTを表している。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a test chip. 3A shows the test cell T in which the basic cell 10 is arranged, and FIG. 3B shows the test chip T in which the circuit blocks 20 composed of the transistors 10a and 10b and the basic cell 10 are arranged.

具体例として図3に示されるテストチップTはトランジスタ10a,10b及び回路ブロック20が配置されている。なお、回路ブロック20は、基本セル10が2列に配列されて構成されている。   As a specific example, the test chip T shown in FIG. 3 includes transistors 10 a and 10 b and a circuit block 20. The circuit block 20 is configured by arranging the basic cells 10 in two rows.

図3(A)に示される基本セル10は、P型,N型拡散領域11,12及びゲート13,14を有するトランジスタ10a,10bから構成されている。Xは基本セル10の原点位置であって、図3(A)に示す状態が基本の位置(配置角度0度)とする。基本セル10が原点位置Xを中心に回転して配置されると、トランジスタ10a,10bも回転し、ゲート13,14の向きが変わる。   A basic cell 10 shown in FIG. 3A is composed of transistors 10 a and 10 b having P-type and N-type diffusion regions 11 and 12 and gates 13 and 14. X is the origin position of the basic cell 10 and the state shown in FIG. 3A is the basic position (arrangement angle 0 degree). When the basic cell 10 is arranged so as to rotate around the origin position X, the transistors 10a and 10b also rotate and the direction of the gates 13 and 14 changes.

図3(B)に示されるテストチップTには、トランジスタ10a,10b(a1,b1)、及び基本セル10を複数配列させて構成された2つの回路ブロック20(c1)が配置されている。さらに、テストチップTには、図中時計回り方向に90度回転した状態の、トランジスタ10a,10b(a2,b2)、及び2つの回路ブロック20(c2)が配置されている。なお、テストチップTに配置された回路ブロック20等が90度分回転するに伴い、原点位置Xも90度回転している。また、図3(B)に示すテストチップTは回路ブロック20等の配置例の1つであり、別の種類の基本セル及び回路ブロックでも構わない。また、回路ブロック20等は別の配置角度であっても構わない。   In the test chip T shown in FIG. 3B, two circuit blocks 20 (c1) configured by arranging a plurality of transistors 10a, 10b (a1, b1) and basic cells 10 are arranged. Further, on the test chip T, transistors 10a and 10b (a2 and b2) and two circuit blocks 20 (c2) which are rotated 90 degrees clockwise in the drawing are arranged. As the circuit block 20 and the like arranged on the test chip T rotate by 90 degrees, the origin position X also rotates by 90 degrees. Further, the test chip T shown in FIG. 3B is one example of the arrangement of the circuit block 20 and the like, and other types of basic cells and circuit blocks may be used. Further, the circuit block 20 or the like may have a different arrangement angle.

このようにテストチップTを用いることにより、効率的に各配置角度のDC特性及びAC特性の電気特性を測定して、取得することができる。測定結果が保持されたテストチップ測定データD4が形成される。   As described above, by using the test chip T, it is possible to efficiently measure and acquire the DC characteristics and AC characteristics of each arrangement angle. Test chip measurement data D4 holding the measurement result is formed.

[ステップS12]CPU101により、テストチップ測定データD4に基づき、例えばSPICEを用いて、テストチップTに配置された角度を有するトランジスタモデルが表現される。当該トランジスタモデルから、オン電流及びしきい値電圧等の電気特性が再現される。再現された電気特性から、トランジスタの配置角度の有無ごとに、回転が無い場合のトランジスタ電気特性データD5a及び回転が有る場合のトランジスタ電気特性データD5bを形成する。なお、トランジスタ電気特性データD5a,D5bはHDD103にそれぞれ格納される。   [Step S12] The CPU 101 represents a transistor model having an angle arranged on the test chip T using, for example, SPICE based on the test chip measurement data D4. Electrical characteristics such as on-current and threshold voltage are reproduced from the transistor model. From the reproduced electrical characteristics, the transistor electrical characteristic data D5a when there is no rotation and the transistor electrical characteristic data D5b when there is rotation are formed for each presence / absence of the transistor arrangement angle. The transistor electrical characteristic data D5a and D5b are stored in the HDD 103, respectively.

[ステップS13]CPU101が、レイアウトデータD1に従ってトランジスタがレイアウトされて構成される基本セルの配線等による遅延時間を、トランジスタ電気特性データD5a,D5bに基づいて、トランジスタの回転の有無ごとに算出する。なお、第1の実施の形態の基本セルは、図3に示されるように、トランジスタ10a,10bにより構成されている。   [Step S13] The CPU 101 calculates the delay time due to the wiring of the basic cell configured by laying out the transistors according to the layout data D1 for each of the presence / absence of rotation of the transistor based on the transistor electrical characteristic data D5a and D5b. Note that the basic cell of the first embodiment is composed of transistors 10a and 10b as shown in FIG.

算出された遅延時間は、トランジスタで構成される基本セルの回転の有無ごとに抽出されて、抽出された遅延時間が遅延情報として、ライブラリL2a(回転無し)及びライブラリL2b(回転有り)がそれぞれ形成される。なお、ライブラリL2a,L2bはHDD103にそれぞれ格納される。また、ステップS13では遅延時間、又は/及び消費電流も回転の有無ごとに抽出でき、同様にライブラリL2a,L2bを形成することもできる。   The calculated delay time is extracted for each rotation of the basic cell composed of transistors, and the extracted delay time is formed as the delay information in the library L2a (without rotation) and the library L2b (with rotation), respectively. Is done. The libraries L2a and L2b are stored in the HDD 103, respectively. In step S13, the delay time and / or current consumption can also be extracted for each rotation, and the libraries L2a and L2b can be formed in the same manner.

図4は基本セルの配置角度ごとの遅延時間及び消費電流を示す表である。
具体例として図4(A),(B)にそれぞれ示される配置角度が0度及び90度の基本セルのライブラリL2a,L2bでは、遅延時間の最小値及び最大値が抽出される。消費電流についても同様である。
FIG. 4 is a table showing the delay time and current consumption for each basic cell arrangement angle.
As a specific example, the minimum value and the maximum value of the delay time are extracted from the basic cell libraries L2a and L2b having the arrangement angles of 0 degrees and 90 degrees shown in FIGS. 4A and 4B, respectively. The same applies to current consumption.

[ステップS14]CPU101がライブラリL2a,L2bを統合して、基本セルの配置角度の有無に依存する遅延時間を合成して一つの遅延情報に置き換えた(包含した)遅延情報が保持されたライブラリL1を作成する。   [Step S14] The CPU 101 integrates the libraries L2a and L2b, synthesizes the delay time depending on the presence / absence of the arrangement angle of the basic cell, and replaces (includes) the delay information with one delay information. Create

具体例として図4(C)に示されるライブラリL1は、図4(A),(B)のライブラリL2a,L2bの両方を包含している。遅延時間及び消費電流の最大値及び最小値は、ライブラリL2a,L2bからそれぞれの最小値及び最大値が記述されている。   As a specific example, the library L1 shown in FIG. 4C includes both the libraries L2a and L2b shown in FIGS. 4A and 4B. The minimum value and the maximum value of the delay time and current consumption are described from the libraries L2a and L2b, respectively.

[ステップS15]CPU101がライブラリL1に基づき、レイアウトデータD2に従って基本セルがレイアウトされた回路ブロックのタイミング検証を行う。当該タイミング検証により、それぞれの回路ブロックが所望の周波数で動作するか、所望の規格値を満たしているかの検証が行われる。   [Step S15] The CPU 101 verifies the timing of the circuit block in which the basic cell is laid out according to the layout data D2 based on the library L1. The timing verification verifies whether each circuit block operates at a desired frequency or satisfies a desired standard value.

[ステップS16]ステップS15と同様に、CPU101がライブラリL1に基づき、レイアウトデータD3に従って回路ブロックでレイアウトされたチップ、チップ・回路ブロック間、及び回路ブロック同士のタイミング検証を行う。当該タイミング検証により、チップ、チップ・回路ブロック間、及び回路ブロック同士が所望の周波数で動作するか、所望の規格値を満たしているかの検証が行われる。   [Step S16] As in step S15, the CPU 101 verifies the timing of chips laid out in circuit blocks according to the layout data D3, between chip and circuit blocks, and between circuit blocks based on the library L1. The timing verification verifies whether the chip, the chip / circuit block, and the circuit blocks operate at a desired frequency or satisfy a desired standard value.

なお、ステップS16では、回路ブロックの配置状況(回転)が確定しているのであれば、配置角度に応じて、ライブラリL2a,L2bをそれぞれ利用してタイミング検証を行うようにしても同様の結果が得られる。   In step S16, if the arrangement state (rotation) of the circuit block is confirmed, the same result is obtained even if the timing verification is performed using the libraries L2a and L2b according to the arrangement angle. can get.

上記ステップS15及びステップS16では効率よく回路ブロック及びチップ等のタイミング検証を行うことができる。そして、行われたタイミング検証の結果、動作状況に問題が無く、規定値を満足するものであれば、レイアウトデータD1,D2,D3及びネットリスト等に従って設計されるLSIの製造が開始される。   In step S15 and step S16, timing verification of circuit blocks, chips, and the like can be performed efficiently. As a result of the timing verification performed, if there is no problem in the operation state and the specified value is satisfied, the manufacture of the LSI designed according to the layout data D1, D2, D3, the net list, etc. is started.

このようにして得られたライブラリL1,L2a,L2bについて以下にグラフを参照して説明する。
図5はトランジスタのしきい値電圧に対するオン電流を示すグラフである。
The libraries L1, L2a, and L2b thus obtained will be described below with reference to graphs.
FIG. 5 is a graph showing the on-state current with respect to the threshold voltage of the transistor.

なお、横軸Vthはしきい値電圧、縦軸Ionはオン電流をそれぞれ表している。つまり、しきい値電圧が減少し、オン電流が増加するほどトランジスタの動作速度が速くなる。一方、しきい値電圧が増加し、オン電流が減少するほどトランジスタの動作速度は遅くなる。   The horizontal axis Vth represents the threshold voltage, and the vertical axis Ion represents the on-current. That is, as the threshold voltage decreases and the on-state current increases, the operation speed of the transistor increases. On the other hand, the operation speed of the transistor becomes slower as the threshold voltage increases and the on-current decreases.

○(白丸)同士を結んだ実線のグラフは、トランジスタが、配置角度(回転)が無いように配置されている場合のしきい値電圧に対するオン電流を表している。このような特性のトランジスタを有する基本セルの遅延時間等がライブラリL2aに保持されている。   A solid line graph connecting the circles (white circles) represents the on-state current with respect to the threshold voltage when the transistors are arranged so that there is no arrangement angle (rotation). The delay time of the basic cell having the transistor having such characteristics is held in the library L2a.

●(黒丸)同士を結んだ実線のグラフは、トランジスタが、配置角度(回転)を有するように配置されている場合のしきい値電圧に対するオン電流を表している。このような特性のトランジスタを有する基本セルの遅延時間等がライブラリL2bに保持されている。   A solid line graph connecting (black circles) represents the on-state current with respect to the threshold voltage when the transistors are arranged so as to have an arrangement angle (rotation). The delay time of the basic cell having the transistor having such characteristics is held in the library L2b.

上記2種のグラフによれば、回転の有無によりしきい値電圧に対するオン電流に誤差が生じることが分かる。したがって、様々な配置角度の回路ブロックのタイミング検証を行う際に、回転の有無ごとに遅延時間に関する遅延情報を保持するライブラリL2a,L2bのいずれか一方を用いると、いずれの検証結果にも誤差が生じる。   According to the two types of graphs, it can be seen that an error occurs in the on-current with respect to the threshold voltage depending on the presence or absence of rotation. Therefore, when performing timing verification of circuit blocks having various arrangement angles, if any one of the libraries L2a and L2b that hold delay information related to the delay time is used for each rotation, there is an error in any verification result. Arise.

一方、○(左側)と●(右側)とを結んだ破線のグラフは、回転が無い場合及び有る場合を含むトランジスタのしきい値電圧に対するオン電流を表している。この場合、上記の2種のグラフを合わせた範囲にほぼ合致する。ライブラリL2a,L2bを統合したライブラリL1はこのような特性のトランジスタを有する基本セルに対応されるようになる。   On the other hand, a broken line graph connecting ○ (left side) and ● (right side) represents the on-state current with respect to the threshold voltage of the transistor including the case where there is no rotation and the case where there is no rotation. In this case, it almost matches the combined range of the above two types of graphs. The library L1 obtained by integrating the libraries L2a and L2b corresponds to a basic cell having a transistor having such characteristics.

このようにライブラリL1は、基本セルの配置角度ごとの遅延時間に関する遅延情報が保持されている。ステップS15及びステップS16のライブラリL1を利用したタイミング検証では、レイアウトデータD2,D3でレイアウトされる回路ブロック、チップに回転して配置されたものがあっても、検証結果の誤差を無くすことが可能となる。   As described above, the library L1 holds delay information related to the delay time for each arrangement angle of the basic cells. In the timing verification using the library L1 in step S15 and step S16, it is possible to eliminate errors in the verification result even if there is a circuit block laid out by the layout data D2 and D3 or a chip that is rotated and arranged. It becomes.

このため、検証結果に応じて、回路ブロックを再配置して、再びタイミング検証を行う必要がなくなり、製造工程の煩雑さが低減される。また、LSIの面積効率化を考慮した基本セルの様々な配置状態に対して適正にタイミング検証を行うことができ、製造効率が向上する。   For this reason, it is not necessary to rearrange the circuit blocks according to the verification result and perform timing verification again, thereby reducing the complexity of the manufacturing process. In addition, timing verification can be properly performed for various arrangement states of the basic cell in consideration of the area efficiency of the LSI, and the manufacturing efficiency is improved.

次に、第2の実施の形態について説明する。
なお、第2の実施の形態においても、図2で示した設計支援装置100で半導体装置の製造が行われ、図3で示したテストチップT及び図4(C)で用いられたライブラリL1がそれぞれ用いられる。
Next, a second embodiment will be described.
Also in the second embodiment, the semiconductor device is manufactured by the design support apparatus 100 shown in FIG. 2, and the test chip T shown in FIG. 3 and the library L1 used in FIG. Each is used.

以下、CPU101で行われる処理について図6のフローに沿って説明する。
図6は第2の実施の形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。なお、第1の実施の形態と同様の処理が行われるステップについては詳細な説明を省略する。
Hereinafter, processing performed by the CPU 101 will be described along the flow of FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. Note that detailed description of steps in which processing similar to that in the first embodiment is performed is omitted.

HDD103に、第1の実施の形態と同様に、レイアウトデータD1,D2,D3があらかじめ格納されている。また、テスタ114に測定されたテストチップ測定データD4及びCPU101の処理過程で生成されたライブラリL1はHDD103にそれぞれ格納される。   Similar to the first embodiment, layout data D1, D2, and D3 are stored in the HDD 103 in advance. The test chip measurement data D4 measured by the tester 114 and the library L1 generated in the process of the CPU 101 are stored in the HDD 103, respectively.

それでは、CPU101で行われる処理について図6のフローに沿って説明する。
[ステップS11]テスタ114により測定されたテストチップTのDC特性及びAC特性の測定結果をHDD103に格納する。
Now, processing performed by the CPU 101 will be described along the flow of FIG.
[Step S11] The measurement results of the DC characteristics and AC characteristics of the test chip T measured by the tester 114 are stored in the HDD 103.

なお、具体的なテストチップTの詳細については、第1の実施の形態で参照した図3と同様である。
[ステップS22]CPU101が、テストチップ測定データD4に基づき、例えばSPICEを用いて、テストチップTに配置された角度を有するトランジスタモデルが表現される。当該トランジスタモデルから、オン電流及びしきい値電圧等の電気特性がそれぞれ再現される。再現された配置角度ごとの電気特性から構成されるトランジスタ電気特性データD5を作成する。なお、作成されたトランジスタ電気特性データD5はHDD103に格納される。
The details of the specific test chip T are the same as those in FIG. 3 referred to in the first embodiment.
[Step S22] Based on the test chip measurement data D4, the CPU 101 represents a transistor model having an angle arranged on the test chip T using, for example, SPICE. From the transistor model, electrical characteristics such as on-current and threshold voltage are reproduced. Transistor electrical characteristic data D5 including electrical characteristics for each reproduced arrangement angle is created. The created transistor electrical characteristic data D5 is stored in the HDD 103.

[ステップS23]CPU101が、レイアウトデータD1に従ってトランジスタがレイアウトされる基本セルの配線等による信号の遅延時間を、トランジスタ電気特性データD5に基づいて算出する。算出された遅延時間はトランジスタで構成される基本セルの配置角度ごとに抽出されて、配置角度に依存する遅延時間を合成して一つの遅延時間に置き換えた遅延時間が、遅延情報として保持されるライブラリL1が形成される。なお、ライブラリL1はHDD103に格納される。また、ステップS23では遅延時間、又は/及び消費電流も抽出でき、同様にライブラリL1を形成することもできる。   [Step S23] The CPU 101 calculates the delay time of the signal due to the wiring of the basic cell in which the transistor is laid out according to the layout data D1, based on the transistor electrical characteristic data D5. The calculated delay time is extracted for each arrangement angle of the basic cell composed of transistors, and the delay time obtained by synthesizing the delay time depending on the arrangement angle and replacing it with one delay time is held as delay information. Library L1 is formed. The library L1 is stored in the HDD 103. In step S23, the delay time and / or current consumption can also be extracted, and the library L1 can be formed similarly.

具体例として図4(C)に示されるライブラリL1では、配置角度が0度及び90度の基本セルについて、両配置角度の場合にそれぞれ得られた遅延時間の最小値及び最大値が抽出されて記述されている。同様にして消費電流についても最小値及び最大値が抽出されて記述されている。   As a specific example, in the library L1 shown in FIG. 4C, the minimum value and the maximum value of the delay time obtained in the case of both arrangement angles are extracted for the basic cells having the arrangement angles of 0 degrees and 90 degrees. It has been described. Similarly, the minimum value and the maximum value are also extracted and described for the current consumption.

[ステップS15]CPU101が、ライブラリL1に基づき、レイアウトデータD2に従って基本セルがレイアウトされた回路ブロック内のタイミング検証を行う。当該タイミング検証により、それぞれの回路ブロックが所望の周波数で動作するか、所望の規格値を満たしているかの検証が行われる。   [Step S15] The CPU 101 verifies the timing in the circuit block in which the basic cell is laid out according to the layout data D2 based on the library L1. The timing verification verifies whether each circuit block operates at a desired frequency or satisfies a desired standard value.

[ステップS16]ステップS15と同様に、CPU101が、ライブラリL1に基づき、レイアウトデータD3に従って回路ブロックがレイアウトされたチップのタイミング検証を行う。具体的には、チップ、チップ及び回路ブロック間、並びに回路ブロック同士のタイミング検証を行う。当該タイミング検証により、チップ等が所望の周波数で動作するか、所望の規格値を満たしているかの検証が行われる。   [Step S16] As in step S15, the CPU 101 verifies the timing of the chip on which the circuit block is laid out according to the layout data D3 based on the library L1. Specifically, timing verification is performed between chips, chips and circuit blocks, and between circuit blocks. The timing verification verifies whether the chip or the like operates at a desired frequency or satisfies a desired standard value.

上記ステップS15及びステップS16で行われたタイミング検証の結果、動作状況に問題が無く、規定値を満足するものであれば、レイアウトデータD1,D2,D3及びネットリスト等に従って設計されるLSIの製造が開始される。   As a result of the timing verification performed in step S15 and step S16, if there is no problem in the operation status and the specified value is satisfied, the LSI manufactured according to the layout data D1, D2, D3, the netlist, etc. Is started.

このようにライブラリL1は、基本セルの配置角度ごとの遅延時間に関する遅延情報が保持されている。ステップS15及びステップS16のライブラリL1を利用したタイミング検証では、レイアウトデータD2,D3でレイアウトされる回路ブロック、チップに回転して配置されたものがあっても、検証結果の誤差を無くすことが可能となる。   As described above, the library L1 holds delay information related to the delay time for each arrangement angle of the basic cells. In the timing verification using the library L1 in step S15 and step S16, it is possible to eliminate errors in the verification result even if there is a circuit block laid out by the layout data D2 and D3 or a chip that is rotated and arranged. It becomes.

このため、検証結果に応じて、回路ブロックを再配置して、再びタイミング検証を行う必要がなくなり、製造工程の煩雑さが低減される。また、LSIの面積効率化を考慮した基本セルの様々な配置状態に対して適正にタイミング検証を行うことができ、製造効率が向上する。   For this reason, it is not necessary to rearrange the circuit blocks according to the verification result and perform timing verification again, thereby reducing the complexity of the manufacturing process. In addition, timing verification can be properly performed for various arrangement states of the basic cell in consideration of the area efficiency of the LSI, and the manufacturing efficiency is improved.

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、設計支援装置100が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記録装置としては、例えば、ハードディスク装置(HDD)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクとしては、例えば、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等が挙げられる。光磁気記録媒体としては、例えば、MO(Magneto-Optical disk)等が挙げられる。   The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the design support apparatus 100 should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory. Examples of the magnetic recording device include a hard disk device (HDD), a flexible disk (FD), and a magnetic tape. Examples of the optical disc include a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), and a CD-R (Recordable) / RW (ReWritable). Examples of the magneto-optical recording medium include MO (Magneto-Optical disk).

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。   When distributing the program, for example, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.

設計支援プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。   A computer that executes a design support program stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.

10 基本セル
10a,10b トランジスタ
11 P型活性化領域
12 N型活性化領域
13,14 ゲート
20 回路ブロック
100 設計支援装置
101 CPU
102 RAM
103 HDD
104 グラフィック処理装置
105 入力インタフェース
106 通信インタフェース
107 バス
111 モニタ
112 キーボード
113 マウス
114 テスタ
X 原点位置
T テストチップ
D1 レイアウトデータ(基本セル)
D2 レイアウトデータ(回路ブロック)
D3 レイアウトデータ(チップ)
D4 テストチップ測定データ
D5 トランジスタ電気特性データ
D5a トランジスタ電気特性データ(回転無し)
D5b トランジスタ電気特性データ(回転有り)
L1 ライブラリ(回転両方含有)
L2a ライブラリ(回転無し)
L2b ライブラリ(回転有り)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Basic cell 10a, 10b Transistor 11 P-type activation region 12 N-type activation region 13, 14 Gate 20 Circuit block 100 Design support apparatus 101 CPU
102 RAM
103 HDD
104 Graphic Processing Device 105 Input Interface 106 Communication Interface 107 Bus 111 Monitor 112 Keyboard 113 Mouse 114 Tester X Origin Position T Test Chip D1 Layout Data (Basic Cell)
D2 Layout data (circuit block)
D3 Layout data (chip)
D4 Test chip measurement data D5 Transistor electrical property data D5a Transistor electrical property data (no rotation)
D5b Transistor electrical characteristics data (with rotation)
L1 library (including both rotations)
L2a library (no rotation)
L2b library (with rotation)

Claims (2)

設計支援装置が、複数の異なる配置角度で配置されたトランジスタをチップに配置したテストチップを用いて試験装置が測定した、前記トランジスタの配置角度ごとの前記トランジスタのオン電流を含む電気特性を取得する工程と、
前記設計支援装置が、前記電気特性に基づいて、前記トランジスタを有した基本セルの遅延情報を、前記基本セルの配置角度ごとに抽出する工程と、
前記設計支援装置が、前記遅延情報に基づいて、前記基本セルを含む回路ブロックのタイミングを検証する工程と、を有し、
前記電気特性を取得する工程で、前記設計支援装置が、前記トランジスタについて、第1の配置角度の場合及び第2の配置角度の場合の第1電気特性及び第2電気特性をそれぞれ取得し、
前記遅延情報を抽出する工程で、前記設計支援装置が、前記第1電気特性及び前記第2電気特性に基づいて、前記基本セルについて、前記第1の配置角度の場合及び前記第2の配置角度の場合の、最大遅延時間と最小遅延時間を含む第1遅延情報及び第2遅延情報をそれぞれ取得し、
前記回路ブロックのタイミングを検証する工程で、前記設計支援装置が、前記第1遅延情報及び前記第2遅延情報に含まれる前記最大遅延時間のうち大きい方を選択し、前記第1遅延情報及び前記第2遅延情報に含まれる前記最小遅延時間のうち、小さい方を選択することで前記第1遅延情報及び前記第2遅延情報を統合して前記遅延情報を取得する、
とを特徴とする半導体装置の設計支援方法。
The design support apparatus obtains electrical characteristics including the on-current of the transistor for each transistor arrangement angle, measured by the test apparatus using a test chip in which transistors arranged at a plurality of different arrangement angles are arranged on the chip. Process,
The design support apparatus, based on the electrical characteristics, extracting delay information of the basic cell having the transistor for each arrangement angle of the basic cell;
The design support device has a step of verifying a timing of a circuit block including the basic cell based on the delay information ; and
In the step of acquiring the electrical characteristics, the design support device acquires, for the transistor, a first electrical characteristic and a second electrical characteristic in the case of a first arrangement angle and a second arrangement angle, respectively.
In the step of extracting the delay information, the design support apparatus uses the first arrangement angle and the second arrangement angle for the basic cell based on the first electric characteristic and the second electric characteristic. In the case of the first delay information and the second delay information including the maximum delay time and the minimum delay time, respectively,
In the step of verifying the timing of the circuit block, the design support apparatus selects a larger one of the maximum delay times included in the first delay information and the second delay information, and the first delay information and the The delay information is acquired by integrating the first delay information and the second delay information by selecting a smaller one of the minimum delay times included in the second delay information.
Design support method of a semiconductor device which is characterized a call.
前記遅延情報に基づいて、前記設計支援装置が、前記回路ブロックを含むチップのタイミングを検証する工程をさらに有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の設計支援方法。
The design support method for a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of verifying a timing of a chip including the circuit block by the design support device based on the delay information.
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