作为参数的色散模型。以此方式，直接通过色散模型的回归来确定带结构特性(即，模型求解本身确定带结构特性)。
[0070]在一些实例中，通过在光谱范围内对光色散度量的值(例如，k、ε 2或描述通过高k材料的电磁能的吸收或消光的其它参数)的分析确定带结构特性。
[0071]在一个实例中，带结构特性为依据光色散度量确定的带边缘值。如图3B中所图解说明，当ε 2超过阈值123时定义带边缘值。在所图解说明实例中，所测量膜的带边缘值为5电子伏特。
[0072]在另一实例中，带结构特性为通过曲线拟合及光色散度量的内插确定的内插带隙值。举例来说，如图3Α中所图解说明，内插带隙是基于曲线拟合及￡2的内插而确定。一般来说，高k材料的非晶结构、层界面及未对准能量带有助于处于较低能级的吸收边缘的加宽。曲线拟合方法用于在带隙的确定中确定显著减小加宽效应的影响的内插带隙。举例来说，如图3A中所图解说明，线121表示在5电子伏特与5.5电子伏特之间到ε 2的值的线性拟合。线122表示在6.2电子伏特与6.7电子伏特之间到ε 2的值的线性拟合。其在大约6电子伏特处的交叉点为内插带隙值。尽管如所图解说明，线121及122为在不同光谱区域内到￡2的值的线性拟合，但也可采用其它拟合方法。举例来说，可使用较高阶多项式函数、指数函数或其它数学函数在不同光谱区域内拟合光色散值以获得对所测量膜层的带隙的估计。
[0073]如图3Α到3Β中所图解说明，减低加宽效应的内插带隙及包含加宽效应的带边缘值为不同值。内插带隙与带边缘之间的差异可用作指示存在于所测量膜中的加宽效应的量值的带结构特性。以此方式，可基于过程改进对加宽效应及对不存在加宽效应的带隙的影响而单独判断过程改进。
[0074]在另一实例中，带结构特性为通过对光色散度量的分析而识别的缺陷。
[0075]图4图解说明使用可从科磊公司(加利福尼亚州苗必达市)购得的离线光谱分析(0LSA)软件从椭圆偏振数据获得的示范性高k材料(Si0xHf02SiN5)的复合介电常数k的虚部ε2。使用椭圆偏振计或反射计的光学测量对于测量在1.3eV到3eV范围内的能量带结构为有效的，如图4中所图解说明。相比之下，X射线光电子光谱法(XPS)测量限于测量处于大于5电子伏特的能级的带隙。
[0076]色散曲线130图解说明与Si0xHf02SiN5膜相关联的缺陷模式及吸收线。通过实例的方式，可基于曲线121以若干种不同方式识别缺陷。
[0077]在一些实例中，如果色散度量的量值在选定光谱范围内的任何点处超过阈值，那么缺陷被识别。在一些实例中，选定光谱范围低于所测量膜的带隙。举例来说，如图4中所图解说明，当￡2的量值在1.3到3电子伏特的光谱范围内超过值0.01(远低于的带隙)时存在三个实例。这些实例包含在图4中识别的缺陷131及132。
[0078]在一些实例中，如果色散度量的半高全宽(FWHM)值在选定光谱范围内的任何点处超过阈值，那么缺陷被识别。在一些实例中，峰值的光谱位置或缺陷区域用于识别缺陷。举例来说，可已知，特定缺陷总是本身表现为处于特定光谱能级的峰值。在此情形中，可用所述特定缺陷识别处于所述能级的峰值。在一些实例中，在峰值下的区或缺陷区域用于识别缺陷。在一些实例中，选定光谱范围内的吸收峰值的数目用于识别缺陷。
[0079]前面提及的实例是出于说明性目的而提供且不限制可预期的带结构特性的类型。可预期与电性质相关且因此充当成品晶片的性能的有效指示符的许多其它带结构特性。
[0080]在方框205中，至少部分地基于带结构特性及结构特性而确定对多层半导体晶片的一个以上装置性能度量的估计。如图6中所图解说明，表300包含使用本文中所讨论的方法及系统确定的在非成品半导体晶片的不同位置处的膜厚度的值及两个带结构特性(缺陷峰值及缺陷宽度)。如所图解说明，在晶片的五个不同位置中识别膜厚度、缺陷峰值及缺陷宽度。在此实例中，基于方程式(1)的线性模型而确定对在每一位置处的成品晶片的性能度量(例如，电流密度)的估计。在此实例中，所述电性能为膜厚度(T)、缺陷峰值(D_k)及缺陷宽度(Dwldth)的函数。
[0081]Perfelectrical= 8.0351-1.2729*Τ+36.9009*D peak-10.2542*Dwldth (1)
[0082]图7图解说明在这些位置处将使用方程式(1)的模型估计的电流密度与成品晶片的所测量电流密度进行比较的曲线图400。在此实例中，通过方程式(1)的线性模型以0.99的确定系数(R2)估计成品晶片的实际电性能。
[0083]通过非限制性实例的方式提供方程式⑴的模型。许多其它模型(例如，非线性、指数等)可经识别以使在制造过程早期识别的带结构及结构特性与成品晶片的电性能准确地相关。在一些实例中，基于所识别的带结构特性及成品晶片的对应所测量电性能而解析模型参数。一旦已计算出模型参数，所述模型即用于基于在制造过程早期识别的带结构及结构特性来估计成品晶片的电性能。可预期并入带结构特性及结构特性的任何组合的模型。电流密度在本文中呈现为示范性电性能度量，然而，可预期对于表征成品晶片有用的任何其它电性能度量。
[0084]通过非限制性实例的方式，泄漏电流、电容、等效氧化物厚度(Ε0Τ)、阈值电压、击穿电压、迀移率等为可根据本文中所描述的方法及系统确定的装置性能度量。在一个实例中，阈值电压可如方程式(2)中所图解说明来计算。
[0085]VT= f (S1 thickness，Bandgap)(2)
[0086]在另一实例中，等效氧化物厚度(EOT)可如方程式(3)中所图解说明来计算。
[0087]EOT = g(S1thlckness，HfOthlckness, Bandgap)(3)
[0088]在一个进一步方面中，可基于相同光谱响应数据进行与晶片的不同层相关联的光色散度量及带结构特性的单独确定。举例来说，正进行测量的晶片可包含半导体衬底112、中间层114B、高k绝缘层114A及额外膜层(未展示)。从光谱仪104接收的光谱响应数据包含来自所有这些层的贡献。捕获这些层中的每一者的贡献的堆叠层模型可用于单独确定与正进行分析的每一不同物理层或物理层群组相关联的光色散度量及带结构特性。
[0089]在另一进一步方面中，堆叠模型包含半导体衬底112(例如，硅)的本质吸收峰值的模型。在一个实例中，在高k膜的光谱测量中考虑所述本质吸收峰值。以此方式，可从高k膜的光谱响应有效地移除半导体衬底的吸收峰值。通过将高k膜的光谱响应与半导体衬底隔离，实现与高k膜层相关联的缺陷及带结构特性的更准确确定。
[0090]在另一进一步方面中，带结构特性(例如，带隙及缺陷)用于基于栅极绝缘体的质量而在生产过程早期将晶片及微晶片分等级。此可避免在生产过程结束时使用昂贵且耗费时间的电测试设备将晶片及微晶片分等级的需要。
[0091]本文中所描述的方法及系统通常可适用于在制造过程流程早期对任何半导体装置的表征及对成品装置的性能的预测。此包含半导体工业可在未来技术节点中采用的新颖纳米材料及结构。举例来说，纳米线、单一电子晶体管等的制作均可根据本文中所描述的方法及系统进行管理。
[0092]在一或多个示范性实施例中，可在硬件、软件、固件或其任一组合中实施所描述的功能。如果在软件中实施，那么所述功能可存储于计算机可读媒体上或作为一或多个指令或代码经由计算机可读媒体发射。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体两者，包含促进将计算机程序从一个地方传送到另一地方的任何媒体。存储媒体可为可由通用或专用计算机存取的任何可用媒体。通过实例的方式且并非限制方式，此类计算机可读媒体可包括:RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或者可用于以指令或数据结构的形式载运或存储所期望的程序代码构件且可由通用或专用计算机或者通用或专用处理器存取的任何其它媒体。此外，将任何连接恰当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(例如红外线、无线电及微波)从网站、服务器或其它远程源发射软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(例如红外线、无线电及微波)均包含于媒体的定义中。如本文中所使用的磁盘及光盘包含:压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘借助激光以光学方式再现数据。上述的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。
[0093]如本文中所使用，术语“晶片”通常是指由半导体或非半导体材料形成的衬底。此半导体或非半导体材料的实例包含但不限于单晶硅、砷化镓及磷化铟。此些衬底通常可存在于半导体制作设施中及/或在其中处理。
[0094]可在晶片上形成一或多个层。举例来说，此些层可包含但不限于抗蚀剂、电介质材料、导电材料及半导电材料。所属领域中已知许多不同类型的此些层，且如本文中所使用的术语晶片打算囊括于其上可形成所有类型的此些层的晶片。
[0095]形成于晶片上的一或多个层可经图案化或未经图案化。举例来说，晶片可包含多个裸片，每一裸片均具有可重复的经图案化特征。此些材料层的形成及处理可最终产生所完成的装置。可在晶片上形成许多不同类型的装置，且如本文中所使用的术语晶片打算囊括于其上制作所属领域中已知的任一类型的装置的晶片。
[0096]典型半