CN117116797A - 刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质，属于微电子领域，用以提高确定刻蚀终点的精准度。所述方法包括：对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；采集亚稳态产物NO光谱信号；根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。

Description

刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请属于微电子领域，具体涉及一种刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在微电子领域，深硅刻蚀是加工过程中的一种工艺。为了获得深度较深、角度垂直的硅微结构，对半导体进行深硅刻蚀时主要采用时间分隔的干法刻蚀工艺，例如“Bosch”工艺。采用Bosch深硅刻蚀半导体的过程通常使用等离子体诱导氟碳聚合物来提供侧壁钝化保护，采用氟基等离子体化学反应向下蚀刻硅，其中，侧壁钝化保护(沉积步)和氟基等离子体化学反应(刻蚀步)交替进行。
在对半导体进行深硅刻蚀的过程中，通常通过深硅刻蚀半导体时产生的等离子体光谱信号判断是否触发刻蚀终点，但是由于沉积步和刻蚀步交替进行且沉积步和刻蚀步之间的工艺配方并不相同，导致刻蚀半导体过程中等离子体光谱信号也会随着沉积步和刻蚀步的切换而出现周期性的变化，导致无法精确地确定刻蚀半导体时的刻蚀终点。
发明内容
本申请实施例提供一种刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质，能够解决无法精确地确定刻蚀半导体时的刻蚀终点的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种刻蚀终点的确定方法，该方法包括：对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；采集亚稳态产物NO光谱信号；根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
第二方面，本申请实施例提供了一种刻蚀终点的确定装置，该装置包括：刻蚀模块，用于对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；采集模块，用于采集亚稳态产物NO光谱信号；执行模块，用于根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
在本申请实施例中，通过对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在半导体膜层中形成开口，半导体膜层包括刻蚀停止层和位于刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，刻蚀停止层包括含氮材料；采集亚稳态产物NO光谱信号；根据开口的开口率和NO光谱信号判断刻蚀终点，能够以NO亚稳态产物的生成作指示物判定刻蚀终点，能够精确地确定深硅刻蚀半导体的刻蚀终点，提高刻蚀终点的确定精度，避免了无法精确地确定刻蚀终点的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种光谱信号示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种光谱信号示意图；
图3是本申请实施例提供的一种刻蚀终点的确定方法的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种半导体的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种通孔刻蚀停止层示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种光谱信号示意图；
图7是本申请实施例提供的另一种光谱信号示意图；
图8是本申请实施例提供的另一种光谱信号示意图；
图9是本申请实施例提供的另一种光谱信号示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种刻蚀终点的确定方法的流程示意图；
图11是本申请实施例提供的一种刻蚀终点的确定装置的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的刻蚀终点的确定方法、装置、电子设备及存储介质进行详细地说明。
半导体器件与先进封装等领域的发展对深硅刻蚀提出了越来越高的要求。硅深微结构具有较大的深宽比和较高的垂直度，为了获得深度较深、角度垂直的硅微结构，主要采用时间分隔的干法刻蚀工艺，即Bosch工艺。该过程使用等离子体诱导氟碳聚合物来提供侧壁钝化保护和氟基等离子体化学反应向下蚀刻硅，其中，侧壁钝化保护(沉积步)和氟基等离子体化学反应(刻蚀步)交替进行。由于沉积和刻蚀交替进行且沉积步和刻蚀步之间的工艺配方特别是气体的化学组成并不相同，导致其等离子体发射出的光谱信号也会随着沉积步和刻蚀步的切换而出现周期性的变化。
以Bosch工艺举例，如图1所示，其主要工艺步骤有沉积步和刻蚀步，而沉积步和刻蚀步的等离子体发射光谱信号有明显的不同，其中，wavelength表示波长，单位为纳米(nm)，Intensity表示信号强度。若按运行时间(Run time)作图，如图2所示，则可以看出Bosch工艺中等离子体发射光谱信号呈现出周期性的升降变化(分别以CF的259.5nm特征谱线、SiF2的395.5nm特征谱线和O的777.2nm、SiF的777nm特征谱线进行监测)。可见，由于沉积步和刻蚀步交替进行且沉积步和刻蚀步之间的工艺配方并不相同，导致刻蚀半导体过程中等离子体光谱信号也会随着沉积步和刻蚀步的切换而出现周期性的变化，这就会导致对刻蚀终点的判断增加难度，导致无法精确地确定刻蚀半导体时的刻蚀终点，并且由于Bosch工艺中单步工艺时间短切沉积步和刻蚀步之间频繁切换，容易导致误判漏判，其他一些常见的终点指示物例如CF、SiF、SiF2、O等都不能指示Bosch工艺的终点。
图3示出本申请的一个实施例提供的一种刻蚀终点的确定方法，该方法可以由电子设备执行，换言之，该方法可以由安装在电子设备的软件或硬件来执行，该方法包括如下步骤：
步骤302：对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口。
具体的，本申请实施例所述的半导体即用于进行深硅刻蚀的器件(晶圆)，在本申请实施例中，提供了一种半导体结构。如图4所示，该半导体结构例如可以包括硅层401(半导体膜层)、刻蚀停止层402、保护层403和衬底层404，其中，硅层401主要由硅(Si)材料构成，刻蚀停止层402由聚酰亚胺材料(PI)构成，在刻蚀半导体的方向上，刻蚀停止层402位于硅层401的下方。保护层403主要由氧化硅(SiO2)或者氮化硅(Si3N4)构成，保护层403位于刻蚀停止层402的下方。衬底层404主要为玻璃衬底。通常情况下，在刻蚀半导体的过程中，仅刻蚀半导体的硅层401(半导体膜层)，在刻蚀到刻蚀停止层402时停止，即到达刻蚀半导体的刻蚀终点。更为具体的，如图5所示的通孔刻蚀停止层示意图，对于本申请实施例，需要将钝化保护层由原来的通常情况下的氧化硅变成聚酰亚胺(厚度200nm±10nm)加氧化硅(厚度750nm±25nm)的组合，即图5所示的聚酰亚胺层501和氧化硅502(聚酰亚胺属于介电层，与氧化硅、氮化硅一样可以用来做芯片的钝化层，且在封装中聚酰亚胺经常可以用做结构材料，而在本发明中又可以用聚酰亚胺来做Bosch工艺的刻蚀终点的刻蚀停止层)，那么，在进行深硅刻蚀的时候先刻蚀硅层503，刻蚀停止层便由氧化硅变成聚酰亚胺。
在本申请实施例中，对半导体进行深硅刻蚀主要采用Bosch工艺，该Bosch工艺使用等离子体诱导氟碳聚合物来提供侧壁钝化保护(沉积步)和氟基等离子体化学反应(刻蚀步)向下蚀刻硅层。其中，沉积步和刻蚀步交替进行。在对半导体进行深硅刻蚀时，需要确认刻蚀工艺配方，即对半导体进行深硅刻蚀沉积步、刻蚀步分别对应的气压、上电极功率、下电极功率、六氟化硫(SF6)流量、八氟环丁烷(C4F8)流量、氧气(O2)流量以及步长时间等。其中，气压范围1～200mTorr，上电极功率范围500～5000W，下电极功率范围0～1500W，SF6流量范围0～1000sccm，C4F8流量范围0～1000sccm，O2流量范围0～1000sccm，基座冷却液温度范围-15～100℃(优选20℃)。在确认了刻蚀配方之后，可以对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在半导体膜层中形成开口，半导体膜层包括刻蚀停止层和位于刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料。在一种实现方式中，所述刻蚀停止层包括聚酰亚胺材料，即该含氮材料为聚酰亚胺材料。
作为一个示例，如下表1所示的刻蚀工艺配方，其中，沉积步对应的气压为35mTorr，上电极功率为1800W，下电极功率为1W，SF6流量为0sccm，C4F8流量为350sccm，氧气流量为0sccm，每步时长为2s。刻蚀步对应的气压为65mTorr，上电极功率为2200W，下电极功率为75W，SF6流量为800sccm，C4F8流量为0sccm，氧气流量为50sccm，每步时长为4s。
表1刻蚀工艺配方
步骤304：采集亚稳态产物NO光谱信号。
具体的，在刻蚀半导体膜层的过程中，如图6所示，若刻蚀到由聚酰亚胺材料构成的刻蚀停止层，则深硅刻蚀终点处硅的信号(如SiO的特征谱线波长230～234.5nm)会减弱，聚酰亚胺参与的反应信号(以NO亚稳态产物作标志物，考察其289～291nm、320nm和358.5nm等处的特征谱线)会增强。因此，在深硅刻蚀半导体膜层过程中，可以采用直读光谱仪(optical emission spectrum，OES)每隔固定时间采集电子设备收集腔室内的NO亚稳态产物光谱信号。
步骤306：根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
在一种实现方式中，所述开口率为刻蚀所述半导体膜层产生的开口的平面面积与所述半导体膜层的平面面积之间的比值。
具体的，由于刻蚀到由聚酰亚胺材料构成的刻蚀停止层，则深硅刻蚀终点处硅的信号会减弱，聚酰亚胺参与的反应信号会增强，因此本申请将一氧化氮光谱信号作为刻蚀终点指示物，根据半导体膜层上开口的开口率和NO光谱信号的变化判断是否到达刻蚀终点。
本发明实施例提供的刻蚀终点的确定方法，通过对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；采集亚稳态产物NO光谱信号；根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点，引入含氮材料作为半导体刻蚀停止层，这样能够以NO亚稳态产物的生成作指示物判定刻蚀终点，能够精确地确定深硅刻蚀半导体的刻蚀终点，提高刻蚀终点的确定精度，避免了无法精确地确定刻蚀终点的问题。
在一种实现方式中，所述根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点，包括：
根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异；根据不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断所述刻蚀终点。
具体的，如图7所示，将图6中特征波长289～291nm处的NO亚稳态产物谱线放大，得到如终点前与终点后的谱线对比图，图6对应于小开口率(约10％)的刻蚀。可以看出，终点前刻蚀步光谱强度弱于沉积步光谱强度，而发生刻蚀终点之后刻蚀步光谱强度与沉积步光谱强度相当。因此，在本申请实施例中，根据上述开口率和多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异；根据不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断是否到达刻蚀终点。其中，一个刻蚀周期包括一个刻蚀步和沉积步。这样，在刻蚀到刻蚀终点时能够以NO亚稳态产物的生成作指示物判定刻蚀终点，能够精确地确定深硅刻蚀半导体的刻蚀终点，提高刻蚀终点的确定精度，避免了无法精确地确定刻蚀终点的问题。
在一种实现方式中，在根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异之前，所述方法还包括：
从各所述刻蚀周期中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号，其中，每选取预设数量的所述NO光谱信号确定一个NO光谱信号组；从各所述刻蚀周期对应的所述NO光谱信号组中，确定符合预设条件的目标NO光谱信号组；获取各所述目标NO光谱信号组的所述NO光谱信号的平均值，其中所述平均值用于确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
具体的，可以按照预设时间间隔从各刻蚀周期中获取NO光谱信号，预设时间间隔即光谱采集时间分辨率，例如预设时间间隔可以是0.2s。在各刻蚀周期中，可以每隔0.2s获取一个NO光谱信号。同时，在刻蚀周期中获取NO光谱信号的过程中，可以每获取预设数量的NO光谱信号组成一个NO光谱信号组。在各刻蚀周期中确定了NO光谱信号组之后，需要确定符合预设条件的目标NO光谱信号组。将各目标NO光谱信号组中的NO光谱信号进行求平均值操作，得到各目标光谱信号组的NO光谱信号的平均值，该平均值用于确定不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。这样，能够以NO亚稳态产物的生成作指示物判定刻蚀终点，根据不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异精确地确定深硅刻蚀半导体的刻蚀终点，提高刻蚀终点的确定精度，避免了无法精确地确定刻蚀终点的问题。
在一种实现方式中，所述从各所述刻蚀周期中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号，包括：
在所述开口率大于预设的开口率阈值的情况下，对各所述刻蚀周期的光谱信号谱线进行放大；从放大后的各所述刻蚀周期的光谱信号谱线中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号。
如图8所示，对于更大开口率的刻蚀(如50％)而言，NO信号谱线的变化没有那么明显，只有顶部、中部和底部包络线产生的信号变化，此时需要对NO光谱信号进行处理，将信号谱线图进行放大，如图9所示。可以看出放大后的信号点会有一些平台区域(如图9中所示的数据，会产生高、中、低三个平台区域)，指示变化的时候只要对这些平台区域进行处理即可。在本申请实施例中，对于开口率大于预设的开口率阈值的情况下，从放大后的各所述刻蚀周期的光谱信号谱线中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号组成一个NO光谱信号组，然后从NO光谱信号组确定符合预设条件的目标NO光谱信号组，此时符合条件的目标NO光谱信号组即图9所示的平台区域。
在一种实现方式中，所述根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，包括：
根据所述开口率确定各所述目标NO光谱信号组对应的权值；根据所述权值对各所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值进行加权平均，得到各所述刻蚀周期的目标函数值；计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差异值，所述差异值用于表示相邻所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
在本申请实施例中，可以根据深硅刻蚀半导体时的开口率确定各目标NO光谱信号组对应的权值；通过权值对各刻蚀周期中各目标光谱信号组对应的NO信号强度的平均值进行加权平均，以确定各刻蚀周期的目标函数值。作为一个示例，假设深硅刻蚀周期包括三个目标光谱信号组，第一个目标光谱信号组的NO信号强度的平均值为Z1，第二个目标光谱信号组的NO信号强度的平均值为Z2，第三个目标光谱信号组的目标信号强度平均值为Z3，通过开口率确定各组信号的权值均为1/3，则可以确定该刻蚀周期对应的目标函数值Zk＝(Z1/3+Z2/3+Z3/3)。在得到各刻蚀周期的目标函数值之后，可以计算相邻刻蚀周期对应的目标函数之间的差异值，通过差异值表示相邻刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
在一种实现方式中，所述计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差异值，包括：
计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差值；计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的和值；将所述差值和所述和值的比值确定为所述差异值。
具体的，在确定了各刻蚀周期的目标函数之后，可以计算相邻刻蚀周期之间目标函数之间的差异值，计算相邻刻蚀周期对应的目标函数之间的差值；计算相邻刻蚀周期对应的目标函数之间的和值；将差值和和值的比值确定为差异值。即通过以下公式:z＝(zk–zk-1)/(zk+zk-1)计算相邻刻蚀周期之间目标函数之间的差异值，其中，z表示前一刻蚀周期的目标函数值与后一刻蚀周期的目标函数值之间的差异值，zk表示前一周期的目标函数值，zk-1表示后一刻蚀周期的目标函数值。根据不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，进而可以确定是否到达刻蚀终点，能够以NO亚稳态产物的生成作指示物判定刻蚀终点，能够精确地确定深硅刻蚀半导体的刻蚀终点，提高刻蚀终点的确定精度，避免了无法精确地确定刻蚀终点的问题。
在一种实现方式中，所述根据所述不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断刻蚀终点，包括：
在每计算一次所述差异值且所述差异值大于预设差异阈值的情况下，统计一次触发终点次数；在统计的所述触发次数的总次数等于预设次数阈值的情况下，确定到达所述刻蚀终点。
具体的，可以从第一个刻蚀周期开始，计算第二个刻蚀周期与第一个刻蚀周期之间的差异值，以此类推，直至计算得到相邻的两刻蚀周期之间的NO光谱信号的差异大于预设差异阈值的情况下，可以确定到达刻蚀终点。为了避免误差影响，可以进行多轮不同的深硅刻蚀周期之间的对比，设定一个触发终点次数，从第一个刻蚀周期开始，每确定相邻两刻蚀周期对应的目标函数之间的差异值大于预设差异阈值，则将触发终点的触发总次数加一，直至触发终点次数的总次数等于预设次数阈值，可以确定当前刻蚀周期到达刻蚀终点。
作为一个示例，假设深硅刻蚀过程包括刻蚀周期S1、S2、S3、S4、S5，假设预设次数阈值为2，若S1与S2之间的差异值小于预设差异阈值，S2与S3之间的差异值小于预设差异阈值，S3与S4之间的差异值大于预设差异阈值，触发次数的总次数加一，S4与S5之间的差异值大于预设差异阈值，触发次数的总次数又加一，此时触发次数的总次数为2且与预设次数阈值为2，此时可以确定S5中到达刻蚀终点。这样，可以通过不同刻蚀周期之间的多轮对比，减少误差的发生，并且以NO亚稳态产物的生成作指示物判定刻蚀终点，提高了刻蚀终点的确定精度，避免了无法精确地确定刻蚀终点的问题。
在一种实现方式中，所述从各所述刻蚀周期对应的所述NO光谱信号组中，确定符合预设条件的目标NO光谱信号组，包括：
根据各所述NO光谱信号组的NO光谱信号强度值，确定各所述NO光谱信号组对应的变异系数；将所述变异系数小于预设变异系数阈值的NO光谱信号组确定为所述目标NO光谱信号组。
在本申请实施例中，需要从各刻蚀周期中的光谱信号组中确定出目标光谱信号组。具体的，可以根据各NO光谱信号组中的NO光谱信号的强度值，确定各NO光谱信号组对应的变异系数，该变异系数用于表示各NO光谱信号组中NO光谱信号的差异。其中，变异系数计算公式为其中，Cv表示变异系数，n为一个光谱信号组中NO信号强度值的数量，yi为具体的光谱信号组中NO信号强度值，/>表示光谱信号组中的NO信号强度值的平均值。其中，变异系数用于表示NO光谱信号组中NO光谱信号强度值之间的差异；将对应的变异系数小于预设变异系数阈值的NO光谱信号组确定为目标NO光谱信号组。在计算各NO光谱信号组的变异系数之后，将变异系数小于预设变异系数阈值的NO光谱信号组确定为目标NO光谱信号组。通过确定了目标NO光谱信号组，进而可以确定各刻蚀周期的目标函数，进而可以确定各刻蚀周期之间目标函数的差异，确定是否到达刻蚀终点。
在一种实现方式中，在所述获取各所述目标NO光谱信号组对应的所述信号强度值的平均值之后，所述方法还包括：
在同一个所述刻蚀周期中且相邻的两个所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值的差值小于预设平均差值阈值的情况下，将相邻的两个所述目标NO光谱信号组确定为一个所述目标NO光谱信号组。
具体的，在同一个刻蚀周期中，若相邻的两个目标NO光谱信号组对应的平均值的差值小于预设平均差值阈值，说明该两个NO光谱信号组为同一个平台区域，因此，可以将该两个目标NO光谱信号组合并为一个目标NO光谱信号组。
下面通过一个具体实施例，对本申请提供的一种刻蚀终点的确定方法进行具体说明：
如图10所示的本申请提供的另一种刻蚀终点的确定方法，本申请提供的一种刻蚀终点的确定方法包括以下步骤：
1、对半导体层膜进行深硅刻蚀。
提供对以聚酰亚胺作刻蚀停止层的半导体层膜进行深硅刻蚀。执行半导体传入和配方输入(其中刻蚀步加沉积步总时间T)等准备步骤，并确定所要采集的数据点个数n、光谱采集时间分辨率(时间间隔)t0、变异系数Cv阈值Cv1和Cv2、终点阈值ET和触发终点的次数阈值NT，令zk＝0，i＝1，j＝1，k＝1，初始时间t＝0。
2、采集光谱信号。
间隔固定时间采用OES(optical emission spectrum)光谱系统收集腔室内的发射光谱信号，以信号强度作Y轴、时间作X轴作图。
3、确定周期。
采集BOSCH工艺某一特定周期，从沉积步开始提取该周期内采集的发射光谱信号进行后续处理，直至该周期刻蚀步结束。
4、对参数进行赋值。
用收集到的光谱信号值赋值yi，每记录一个数据点则i的赋值加1，时间增加一个时间分辨率的步长，即i＝i+1，t＝t+t0。
5、获得的数据数是否达到预定要求n。
判断获得的数据数是否达到预定要求n，若否，执行步骤6，若是，令i＝1，并执行步骤7。
6、该周期是否结束。
判断该周期是否结束(t＝T？)，若是，则确定所要考察的数据的个数n太多，或者工艺步骤时间太短，需要调整，并返回步骤1。
若否，则继续采集光谱信号，并返回步骤4。
7、计算变异系数。
按公式对所采集的数据计算变异系数。
8、变异系数Cv是否小于阈值Cv1。
若变异系数Cv大于阈值Cv1，执行步骤9，若变异系数Cv小于阈值Cv1，执行步骤11。
9、继续采集光谱信号。
继续用最新收集到的光谱信号值来赋值yi，每记录一个yi数据点则i的赋值加1，时间增加一个时间分辨率的步长，即i＝i+1，t＝t+t0(即实现用最新的一个数据替代最早收集到的一个数据)。
10、判断该周期是否结束。
判断该周期是否结束(t＝T？)，若该周期结束，则确定所要考察的数据的个数n太多，或者工艺步骤时间太短，需要调整，并返回步骤1。
若该周期未结束，则判断i是否大于n，在i大于n的情况下，令i＝1，并返回步骤7，在i小于或者等于n的情况下，直接返回步骤7。
11、记录下该n个数据的平均值。
记录下该n个数据的平均值令j＝j+1。
12、继续对参数进行赋值。
继续用最新收集到的光谱信号值来赋值yi，每记录一个yi数据点则i的赋值加1，时间增加一个时间分辨率的步长，即i＝i+1，t＝t+t0。
13、判断该周期是否结束。
该周期是否结束(t＝T？)，在确定该周期未结束的情况下，判断i是否大于n，在i大于n的情况下，令i＝1，并按公式对所采集的数据计算变异系数，并执行步骤14；在i小于或等于n的情况下，直接按公式/>对所采集的数据计算变异系数，并执行步骤14。
在确定该周期结束的情况下，执行步骤17。
14、变异系数Cv是否小于阈值Cv1。
若变异系数Cv大于阈值Cv1，返回步骤12，若变异系数Cv小于阈值Cv1，执行步骤15。
15、记录下该n个数据的平均值。
记录下该n个数据的平均值
16、判断周期间的差异。
判断是否大于Cv2，若否返回第12步，若是令j＝j+1返回第12步。
17、是否已建立目标函数。
之前已对目标函数赋值0，此时考察目标函数的值是否等于0就可以判断目标函数是否已建立，若已建立，会从数据点中提取目标函数的值，其值不会等于0。若否，进入第18步，若是，k＝k+1，记录目标函数zk的值，执行步骤20。
18、建立目标函数。
对所有记录下的平均值进行加权求和，建立目标函数：
19、进入下一周期。
记录目标函数zk的值后进入下一周期，并继续收集光谱信号。令N＝0，i＝1后返回第4步。
20、(zk–zk-1)/(zk+zk-1)>ET？
若否，进入下一周期，继续采集光谱信号，令i＝1并返回步骤4，若是，执行步骤21。
21、记录终点触发次数。
记录终点触发次数+1，即N＝N+1。
22、N＝NT？
判断N是否等于NT，若否，进入下一周期并继续收集光谱信号，令i＝1，返回第4步。若是执行步骤23。
23、触发刻蚀终点。
触发终点，工艺结束，传出半导体。
本申请实施例提供的刻蚀终点的确定方法，提供以聚酰亚胺材料为刻蚀停止层的半导体，并以一氧化氮光谱信号为终点指示物，对于周期性变化的数据制定采样刻蚀终点确定方法，并形成相应的计算方式以自动获取深硅刻蚀半导体的刻蚀终点。
需要说明的是，本申请实施例提供的刻蚀终点的确定方法，执行主体可以为刻蚀终点的确定装置，或者该刻蚀终点的确定装置中的用于执行刻蚀终点的确定方法的控制模块。本申请实施例中以刻蚀终点的确定装置执行刻蚀终点的确定方法为例，说明本申请实施例提供的刻蚀终点的确定装置。
图11是根据本申请实施例的刻蚀终点的确定装置的结构示意图。如图11所示，刻蚀终点的确定装置1100包括：刻蚀模块1110、采集模块1120和执行模块1130。
刻蚀模块1110，用于对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；采集模块1120，用于采集亚稳态产物NO光谱信号；执行模块1130，用于根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，用于根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异；根据不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断所述刻蚀终点。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，还用于从各所述刻蚀周期中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号，其中，每选取预设数量的所述NO光谱信号确定一个NO光谱信号组；从各所述刻蚀周期对应的所述NO光谱信号组中，确定符合预设条件的目标NO光谱信号组；获取各所述目标NO光谱信号组的所述NO光谱信号的平均值，其中所述平均值用于确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，用于在所述开口率大于预设的开口率阈值的情况下，对各所述刻蚀周期的光谱信号谱线进行放大；从放大后的各所述刻蚀周期的光谱信号谱线中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，用于根据所述开口率确定各所述目标NO光谱信号组对应的权值；根据所述权值对各所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值进行加权平均，得到各所述刻蚀周期的目标函数值；计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差异值，所述差异值用于表示相邻所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，用于在所述差异值大于预设差异阈值的情况下，确定刻蚀到所述刻蚀终点。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，用于根据各所述NO光谱信号组的NO光谱信号强度值，确定各所述NO光谱信号组对应的变异系数，所述变异系数用于表示NO光谱信号组中NO光谱信号的差异；将所述变异系数小于预设变异系数阈值的NO光谱信号组确定为所述目标NO光谱信号组。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，还用于在同一个所述刻蚀周期中且相邻的两个所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值的差值小于预设平均差值阈值的情况下，将相邻的两个所述目标NO光谱信号组确定为一个所述目标NO光谱信号组。
在一种实现方式中，所述执行模块1130，用于计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差值；计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的和值；将所述差值和所述和值的比值确定为所述差异值。
在一种实现方式中，所述开口率为刻蚀所述半导体膜层产生的开口的平面面积与所述半导体膜层的平面面积之间的比值。
在一种实现方式中，所述刻蚀停止层包括聚酰亚胺材料。
本申请实施例中的刻蚀终点的确定装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的刻蚀终点的确定装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的刻蚀终点的确定装置能够实现图1的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
可选地，如图12所示，本申请实施例另提供一种电子设备1200，包括处理器1201和存储器1202，存储器1202上存储有可在所述处理器1201上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器1201执行时实现：对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；采集亚稳态产物NO光谱信号；根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
在一种实现方式中，根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异；根据不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断所述刻蚀终点。
在一种实现方式中，在根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异之前，从各所述刻蚀周期中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号，其中，每选取预设数量的所述NO光谱信号确定一个NO光谱信号组；从各所述刻蚀周期对应的所述NO光谱信号组中，确定符合预设条件的目标NO光谱信号组；获取各所述目标NO光谱信号组的所述NO光谱信号的平均值，其中所述平均值用于确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
在一种实现方式中，在所述开口率大于预设的开口率阈值的情况下，对各所述刻蚀周期的光谱信号谱线进行放大；从放大后的各所述刻蚀周期的光谱信号谱线中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号。
在一种实现方式中，根据所述开口率确定各所述目标NO光谱信号组对应的权值；根据所述权值对各所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值进行加权平均，得到各所述刻蚀周期的目标函数值；计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差异值，所述差异值用于表示相邻所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
在一种实现方式中，在所述差异值大于预设差异阈值的情况下，确定刻蚀到所述刻蚀终点。
在一种实现方式中，根据各所述NO光谱信号组的NO光谱信号强度值，确定各所述NO光谱信号组对应的变异系数，所述变异系数用于表示NO光谱信号组中NO光谱信号的差异；将所述变异系数小于预设变异系数阈值的NO光谱信号组确定为所述目标NO光谱信号组。
在一种实现方式中，在所述获取各所述目标NO光谱信号组对应的所述信号强度值的平均值之后，在同一个所述刻蚀周期中且相邻的两个所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值的差值小于预设平均差值阈值的情况下，将相邻的两个所述目标NO光谱信号组确定为一个所述目标NO光谱信号组。
在一种实现方式中，计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差值；计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的和值；将所述差值和所述和值的比值确定为所述差异值。
在一种实现方式中，所述开口率为刻蚀所述半导体膜层产生的开口的平面面积与所述半导体膜层的平面面积之间的比值。
在一种实现方式中，所述刻蚀停止层包括聚酰亚胺材料。
具体执行步骤可以参见上述刻蚀终点的确定方法实施例的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括：服务器、终端或除终端之外的其他设备。
以上电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，例如，输入单元，可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和麦克风，显示单元可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板。用户输入单元包括触控面板以及其他输入设备中的至少一种。触控面板也称为触摸屏。其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
存储器可用于存储软件程序以及各种数据。存储器可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区，其中，第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或者，存储器可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。
处理器可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作，调制解调处理器主要处理无线通信信号，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述刻蚀终点的确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如ROM、RAM、磁碟或者光盘等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (14)

1.一种刻蚀终点的判断方法，其特征在于，包括：
对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；
采集亚稳态产物NO光谱信号；
根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点，包括：
根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异；
根据不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断所述刻蚀终点。
3.根据权利要求2所述的判断方法，其特征在于，在根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异之前，所述方法还包括：从各所述刻蚀周期中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号，其中，每选取预设数量的所述NO光谱信号确定一个NO光谱信号组；
从各所述刻蚀周期对应的所述NO光谱信号组中，确定符合预设条件的目标NO光谱信号组；
获取各所述目标NO光谱信号组的所述NO光谱信号的平均值，其中所述平均值用于确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
4.根据权利要求3所述的判断方法，其特征在于，所述从各所述刻蚀周期中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号，包括：
在所述开口率大于预设的开口率阈值的情况下，对各所述刻蚀周期的光谱信号谱线进行放大；
从放大后的各所述刻蚀周期的光谱信号谱线中每隔预设时间间隔选取一个NO光谱信号。
5.根据权利要求3所述的判断方法，其特征在于，所述根据所述开口率和所述多个刻蚀周期对应的NO光谱信号，确定不同所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，包括：
根据所述开口率确定各所述目标NO光谱信号组对应的权值；
根据所述权值对各所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值进行加权平均，得到各所述刻蚀周期的目标函数值；
计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差异值，所述差异值用于表示相邻所述刻蚀周期之间NO光谱信号的差异。
6.根据权利要求5所述的判断方法，其特征在于，所述根据所述不同刻蚀周期之间NO光谱信号的差异，判断刻蚀终点，包括：
在所述差异值大于预设差异阈值的情况下，确定刻蚀到所述刻蚀终点。
7.根据权利要求3所述的判断方法，其特征在于，所述从各所述刻蚀周期对应的所述NO光谱信号组中，确定符合预设条件的目标NO光谱信号组，包括：
根据各所述NO光谱信号组的NO光谱信号强度值，确定各所述NO光谱信号组对应的变异系数，所述变异系数用于表示NO光谱信号组中NO光谱信号的差异；
将所述变异系数小于预设变异系数阈值的NO光谱信号组确定为所述目标NO光谱信号组。
8.根据权利要求3所述的判断方法，其特征在于，在所述获取各所述目标NO光谱信号组对应的所述信号强度值的平均值之后，所述方法还包括：
在同一个所述刻蚀周期中且相邻的两个所述目标NO光谱信号组对应的所述平均值的差值小于预设平均差值阈值的情况下，将相邻的两个所述目标NO光谱信号组确定为一个所述目标NO光谱信号组。
9.根据权利要求5所述的判断方法，其特征在于，所述计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差异值，包括：
计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的差值；
计算相邻所述刻蚀周期对应的所述目标函数之间的和值；
将所述差值和所述和值的比值确定为所述差异值。
10.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述开口率为刻蚀所述半导体膜层产生的开口的平面面积与所述半导体膜层的平面面积之间的比值。
11.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述刻蚀停止层包括聚酰亚胺材料。
12.一种刻蚀终点的判断装置，其特征在于，包括：
刻蚀模块，用于对半导体膜层进行Bosch刻蚀以在所述半导体膜层中形成开口，所述半导体膜层包括刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层上的至少一层待刻蚀层，所述刻蚀停止层包括含氮材料；
采集模块，用于采集亚稳态产物NO光谱信号；
执行模块，用于根据所述开口的开口率和所述NO光谱信号判断刻蚀终点。
13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-11任一项所述的刻蚀终点的判断方法的步骤。
14.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-11任一项所述的刻蚀终点的判断方法的步骤。
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