不应解释为对本发明的限制，而是仅为图解说明。此外，一或多个计算系统116可经配置以执行本文中所描述的方法实施例中的任一者的任何其它步骤。
[0051]在另一实施例中，计算机系统116可以所属领域中已知的任何方式通信地耦合到椭圆偏振计101的光谱仪104或照明器子系统102。举例来说，一或多个计算系统116可耦合到椭圆偏振计101的光谱仪104的计算系统及照明器子系统102的计算系统。在另一实例中，可由单个计算机系统控制光谱仪104及照明器102。以此方式，系统100的计算机系统116可耦合到单个椭圆偏振计计算机系统。
[0052]系统100的计算机系统116可经配置以通过可包含有线及/或无线部分的发射媒体从系统的子系统(例如，光谱仪104、照明器102及类似物)接收及/或获取数据或信息。以此方式，发射媒体可用作计算机系统116与系统100的其它子系统之间的数据链路。此夕卜，计算机系统116还可经配置以经由存储媒体(S卩，存储器)接收光谱结果。举例来说，使用椭圆偏振计的光谱仪获得的光谱结果可存储于永久或半永久存储器装置中。就此来说，所述测量结果可从外部系统输入。此外，计算机系统116可经由发射媒体将数据发送到外部系统。
[0053]系统100的计算机系统116可经配置以通过可包含有线及/或无线部分的发射媒体接收及/或获取来自其它系统的数据或信息(例如，来自检验系统的检验结果或来自计量系统的计量结果)。以此方式，发射媒体可用作计算机系统116与系统100的其它子系统之间的数据链路。此外，计算机系统116可经由发射媒体将数据发送到外部系统。
[0054]—般来说，可组合来自所有类型的计量工具(例如光学测量工具、电子束测量工具、X射线测量工具等)的测量数据来依据如本文中所描述的非成品晶片的测量预测最终装置性能。在一些实施例中，计量工具并入具有横跨的不同波长范围(例如，软X射线、紫外(DUV、EUV、VUV等)、可见、红外线、远IR等)的多个照明源。在一些实施例中，计量工具并入多个测量方法(例如单一波长或宽带椭圆偏振计或反射计)、不同角空间。在一些实施例中，计量工具并入多个测量技术，例如基于电子束的计量、基于X射线的计量等。一般来说，出于预测成品晶片的性能的目的，测量数据(无论源如何)可经聚合以增强非成品半导体晶片的带结构及结构特性的测量的精确度及稳定性。
[0055]—般来说，由一或多个计算系统接收用以预测如本文中所描述的成品晶片的性能的测量数据。一或多个计算系统可与如图1中所描绘的特定测量工具整合在一起，或者所述一或多个计算系统可从任何特定测量工具远端定位(例如，远端定位的集中服务器或分散式服务器系统)。以此方式，可由并置或从任何特定测量工具远端定位的一或多个计算系统承担如本文中所描述的测量数据的收集及分析。
[0056]此外，识别且存储经历制造过程流程的指定晶片的测量数据以用于如本文中所描述的分析。举例来说，可给测量数据加标记以识别特定晶片(晶片ID)、测量位点(位点ID)、过程步骤(经处理)、时间戳等。经加标记测量数据可存储于例如特定测量工具的存储器(例如，图1中所描绘的载体媒体118)的集中位置中或者存储于集中或分散式服务器系统上。出于监视相关的目的，接着可由各种工具存取测量数据。
[0057]计算系统116可包含但不限于个人计算机系统、大型计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或所属领域中已知的任一其它装置。一般来说，术语“计算系统”可广泛地定义为囊括具有执行来自存储器媒体的指令的一或多个处理器的任一装置。
[0058]实施例如本文中所描述的所述方法的方法的程序指令120可经由载体媒体118发射或存储于载体媒体118上。所述载体媒体可为发射媒体，例如导线、电缆或无线发射链路。所述载体媒体还可包含计算机可读媒体，例如只读存储器、随机存取存储器、磁盘或光盘或者磁带。
[0059]图1中所图解说明的系统100的实施例可如本文中所描述而进一步配置。另外，系统100可经配置以执行本文中所描述的方法实施例中的任一者的任何其它步骤。
[0060]非成品晶片的材料结构的带结构特性(例如，带隙、带边缘、能量带缺陷、界面缺陷、带加宽等)及结构特性(例如，厚度、CD等)为成品晶片的最终装置性能的适合指示符。在一个实例中，带结构特性为穿过成品晶片的高k材料层的非故意泄漏电流的主要贡献者。将所测量带结构特性及所测量结构特性馈送到装置性能模型中，以在制造过程中的早期点处预测成品晶片的最终装置性能度量。
[0061]图5图解说明适合于通过本发明的系统100实施的过程流程200。在一个方面中，应认识到，可经由由计算系统116的一或多个处理器执行的预编程算法实施过程流程200的数据处理步骤。尽管在系统100的上下文中呈现以下说明，但本文中应认识到，系统100的特定结构方面不表示限制且应仅解释为说明性的。
[0062]在方框201中，举例来说，由计算系统116接收与非成品多层半导体晶片的一或多个测量相关联的一定量的测量数据。在一些实例中，在将高k薄膜沉积在非成品多层半导体晶片上之后接收跨越宽光谱范围的所述晶片的光谱响应。举例来说，可从椭圆偏振计101接收光谱。在另一实例中，可从反射计(未展示)接收光谱。可利用光谱椭圆偏振计101从沉积在晶片112上的薄膜114中的每一者获取光谱数据。举例来说，椭圆偏振计101可包含照明器102及光谱仪104，如本文中先前所讨论。光谱仪104可将与晶片的薄膜的光谱测量相关联的结果发射到一或多个计算系统116以用于分析。在另一实例中，可通过输入先前所获得的光谱数据而获取多个薄膜114的光谱。就此来说，不要求测量数据获取与测量数据的后续分析需要同时发生或以空间接近性执行。举例来说，测量数据可存储于存储器中以用于在稍后时间处分析。在另一实例中，可获得测量结果且将所述结果发射到位于远端位置处的计算系统以用于进一步分析。
[0063]在方框202中，至少部分地基于所述量的测量数据而确定非成品多层半导体晶片的结构特性。举例来说，计算系统116可基于所接收的测量数据而计算高k绝缘层114A、中间层114B的厚度或两个层的组合厚度。
[0064]在方框203中，基于测量数据而确定与半导体晶片的层相关联的光色散度量。可预期许多有用光色散度量。举例来说，可基于光谱数据而确定复合折射率的实分量(η)及虚分量(k)中的任一者。在另一实例中，可基于光谱数据而确定复合介电常数的实分量(ε:)及虚分量(ε 2)中的任一者。在其它实例中，可基于光谱数据而确定ε 2的平方根、吸收常数α = 4 π k/ λ、导电率(σ )、趋肤深度(δ )及衰减常数(σ /2) *sqrt ( μ / ε )中的任一者。在其它实例中，可基于光谱数据而确定前面提及的光色散度量的任何组合。通过非限制性实例的方式提供前面提及的光色散度量。可预期其它光色散度量或度量的组合。
[0065]在一些实例中，处理光谱响应数据以依据分析色散模型(例如，洛伦兹模型)确定膜厚度及色散度量(例如，η及k)。在一些其它实例中，处理光谱响应数据以依据经验色散模型确定膜厚度及色散度量(例如，η及k)，其中所述色散度量是以数值方式计算。
[0066]在一个实例中，可从科嘉公司(加利福尼亚州苗必达市(Milpitas, California))购得的离线光谱分析(0LSA)软件用于在不确切知晓材料的色散性质的情况下以数值方式计算k、e2、o及其它用户定义的度量中的任一者。在优选实例中，基于由椭圆偏振计从包含Si0xHf02SiN5M料的薄膜层114A的晶片112取得的光谱数据而使用0LSA计算ε 2。ε 2的值120的轨迹(locus)图解说明在所测量光谱范围内的色散度量ε 2。图3B图解说明以对数格式绘制的值120的相同轨迹。
[0067]在一些实例中，可利用应用于选定色散模型的回归过程通过针对所获取光谱跨越选定光谱范围提取复合折射率的实分量(η)及虚分量(k)而产生光色散度量。就此来说，回归方法可使用选定色散模型应用于所测量光谱数据。在一个实施例中，可利用具有两个托克洛伦兹分量的求和模型来产生针对晶片的薄膜中的每一者的η色散曲线及k色散曲线。在另一实施例中，可利用单个分量托克洛伦兹来产生针对晶片的薄膜中的每一者的η色散曲线及k色散曲线。在另一实施例中，可利用科迪-洛伦兹(Cody-Lorentz)模型来产生针对晶片的薄膜中的每一者的η色散曲线及k色散曲线。在再一实施例中，可利用谐波振荡器模型来产生针对晶片的薄膜中的每一者的n色散曲线及k色散曲线。
[0068]在方框204中，至少部分地基于光色散度量而确定指示多层半导体晶片的一部分的电性能的带结构特性。在一些实例中，跨越可用光谱范围的子集确定所述带结构特性。通常，限制带结构特性的识别的光谱范围为优选的，这是因为色散模型结果在较小光谱范围内通常更准确。因此，最初依据在宽范围内的光谱数据识别色散度量值以识别更详细分析应集中的区(例如，在材料的带隙附近)可为有利的。基于此知识，可基于较小范围的光谱数据而重新计算色散模型。在一些实例中，带结构特性的识别是基于在0.5到10电子伏特的范围内的光谱数据。在一些实例中，带结构特性的识别是基于在2到6电子伏特的范围内的光谱数据。基于所关注的能量区域，确定带结构特性。
[0069]在一些实例中，直接依据应用于特定膜层的色散模型来确定带结构特性。举例来说，分析模型、经验模型或分析模型及经验模型两者的组合包含具有带结构特性(例如，带隙)