一种多通道气体监测系统、方法、电子设备、介质及产品与流程

本发明涉及半导体检测，具体涉及一种多通道气体监测系统、方法、电子设备、介质及产品。

背景技术：

1、原子层沉积（atomic layer deposition，ald）工艺中，前驱体脉冲与基底表面官能团的反应在数毫秒至数十毫秒内完成，伴随多种气态副产物的快速生成与脱附。

2、为精准控制薄膜组分、厚度均匀性及杂质含量，工艺研发与在线生产亟需能够对至少两种关键气相物种进行同步、连续、高时间分辨率瞬态监测的分析系统。然而，现有在线气体监测手段存在显著缺陷：首先，难以对两个以上目标物种实现真正同步的无间断连续监测，分时采集模式易导致吸附饱和点、副产物释放峰值等瞬态关键信息被遗漏或失真，无法为闭环控制提供完整实时数据；其次，对于部分原子层沉积反应中浓度极低的关键中间体或副产物，现有系统缺乏有效的信号增强手段，单循环内有效离子计数仅数个甚至更少，完全淹没于背景噪声中；最后，能够实现多物种并行分析的大型仪器（如飞行时间质谱）体积庞大、成本高昂、对运行环境要求苛刻，难以作为紧凑型在线传感器集成于原子层沉积机台。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多通道气体监测系统、方法、电子设备、介质及产品，以解决现有技术中缺乏能够在紧凑系统架构下，对至少两种目标气体物种实现真正同步、无间断连续瞬态监测，并同时对低浓度瞬态物种进行有效信号增强的在线分析手段，导致工艺瞬态关键信息易被遗漏且痕量中间体难以可靠检出的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种多通道气体监测系统，包括：

3、真空腔体，用于为系统提供密封的安装空间；

4、真空组件，连接至真空腔体，真空组件用于对真空腔体抽气以形成并维持工作真空环境；

5、进样与电离模块，设置于真空腔体中，用于从反应腔室引取气体样品并对气体样品进行连续电离，产生含有多种待测物种的混合离子束；

6、离子预分选器，设置于真空腔体中，沿混合离子束的传输方向连接于进样与电离模块的离子出口端之后，用于对混合离子束进行质量选择和空间分选；离子预分选器具有π型或t型拓扑结构，包括由多个沿周向排列的电极组围成的公共入口段以及从公共入口段的末端分叉而出的至少两个分支段，各分支段内的电极沿混合离子束的传输方向被分割为多个独立段，各段之间由绝缘间隙电气隔离，各分支段末端的最后一段电极为出口门控电极段，出口门控电极段通过在出口门控电极段上施加或移除直流偏置电压，以控制离子导出通道的开启与关闭；

7、至少两个并行的分析通道，设置于真空腔体中，分别连接于离子预分选器的各分支段出口之后，每个分析通道包括固定调谐至对应目标质荷比的质量分析器和离子检测器；

8、时序与同步控制器，设置于真空腔体中，与反应腔室的主机连接，时序与同步控制器用于接收外部触发信号并生成同步控制指令；

9、电控模块，设置于真空腔体中，与时序与同步控制器连接，电控模块用于接收时序与同步控制器的控制指令并为系统提供电源和驱动信号；以及

10、信号重建模块，设置于真空腔体中，分别连接各离子检测器的信号输出端，信号重建模块用于对各离子检测器的输出信号进行同步采集和处理，并输出各目标物种的并行瞬态浓度曲线。

11、本发明提供的一种多通道气体监测系统，通过采用具有π型或t型拓扑结构的离子预分选器，利用由多个沿周向排列的电极组围成的公共入口段以及从公共入口段末端分叉而出的至少两个分支段，将混合离子束在物理上分离至不同分支段，配合分别连接于各分支段出口之后的至少两个并行分析通道，每个分析通道均固定调谐至对应目标质荷比，能够对至少两种目标气体物种进行真正同步、无间断的连续瞬态监测，有效消除了分时采集导致的瞬态关键信息盲区；通过在分支段末端设置出口门控电极段，利用在出口门控电极段上施加或移除直流偏置电压即可直接控制离子导出通道的开启与关闭，无需额外设置独立的离子门组件，简化了系统结构，同时离子预分选器本身在传输过程中即可实现对离子的质量选择和空间分选，使各并行分析通道能够连续锁定各自目标质荷比进行检测，离子利用率高于扫描模式，显著提高了系统集成度和检测效率；时序与同步控制器与反应腔室主机连接，配合电控模块统一提供电源和驱动信号，使离子预分选器的分选操作、各分析通道的固定调谐检测以及信号重建模块的同步采集和处理能够严格同步联动，信号重建模块对各检测器信号进行同步采集和处理，输出各目标物种的并行瞬态浓度曲线，为工艺研发和闭环控制提供完整的实时数据支撑，解决了多物种同步监测缺失和系统集成度与性能之间的矛盾。

12、在一种可选的实施方式中，公共入口段的电极不分段，作为整体驱动，在公共入口段上施加射频电压，用于对预设质量数范围内的离子进行约束和稳定传输；

13、各分支段内设置有分支偏转段，通过对分支偏转段的电极施加差异化的射频幅度和/或叠加直流偏置，对不同质荷比的离子产生选择性偏转，使不同目标离子分别进入不同的分支段。

14、上述技术方案中，公共入口段的电极采用不分段的整体驱动方式，并在其上施加射频电压，能够以简化结构实现对预设质量数范围内离子的稳定约束和高效传输，保证了混合离子束在进入分支前具有优良的传输效率；各分支段内设置的分支偏转段通过对电极施加差异化的射频幅度和/或叠加直流偏置，能够基于质荷比差异对不同离子产生选择性偏转，使不同目标离子按需分别进入对应的分支段，实现质量选择与空间分选的一体化集成，无需额外设置偏转或门控组件，结构更紧凑。

15、在一种可选的实施方式中，出口门控电极段通过偏置电路在射频电压上叠加可控的直流偏置；

16、在连续监测模式下，直流偏置保持为与质量分析器的入口匹配的低电位，目标离子连续通过出口进入分析通道；

17、在累加囚禁模式下，在单个反应脉冲持续期间，出口门控电极段以预设频率反复切换直流偏置，在每个切换周期内，出口门控电极段在第一持续时间被施加正势垒电压以关闭出口，使目标离子在分支段内累积，在第二持续时间被切换至低电位以打开出口，使累积的离子包以窄脉冲形式释放，第一持续时间大于第二持续时间。

18、上述技术方案中，出口门控电极段通过偏置电路在射频电压上叠加可控的直流偏置，仅通过调节该直流偏置的电位高低即可实现离子导出通道的开启与关闭控制，无需额外设置独立的离子门组件，简化了系统结构并降低了离子损失；在连续监测模式下保持与质量分析器入口匹配的低电位使目标离子连续通过，能够满足常规浓度物种的实时监测需求；在累加囚禁模式下，在单个反应脉冲持续期间以预设频率反复切换直流偏置，在每个切换周期内通过在第一持续时间施加正势垒电压关闭出口使目标离子在分支段内累积，再在第二持续时间切换至低电位以窄脉冲形式释放累积的离子包，且第一持续时间大于第二持续时间，实现了同一电极结构的两种工作模式灵活切换，既保证了常规监测的连续性，又通过信号累积与脉冲释放机制显著提升了痕量物种检测灵敏度，同时避免了离子在累积过程中的损失。

19、其中，第一持续时间为离子累积阶段，门电极施加正势垒电压关闭出口。此阶段需要在保证离子被有效囚禁的同时，尽可能多地累积目标离子，以增强信号强度。基于射频离子阱（如四极离子阱、线性离子阱）中离子累积的时间尺度为0.5ms至5ms。

20、第二持续时间为离子释放阶段，门电极切换至低电位打开出口。此阶段需要将累积的离子以窄脉冲形式快速释放，以保证时间分辨率和瞬时信号强度，时间方位为0.05ms至0.5ms。

21、在一种可选的实施方式中，进样与电离模块包括采样接口和沿气体流动方向连接于采样接口的气体出口端之后的离子源；

22、采样接口用于从反应腔室引取气体样品，并作为系统的流导限制元件；

23、离子源用于对气体样品进行连续电离，产生含有多种待测物种的混合离子束。

24、上述技术方案中，采样接口直接作为系统的流导限制元件，既完成了从反应腔室的气体引取，又通过自身的流导特性实现对进入离子源的气体流量的限制，无需设置额外的限流结构，简化了进样结构并降低了系统复杂度；同时采样接口沿气体流动方向连接于离子源，离子源对气体样品进行连续电离，能够持续不断地产生含有多种待测物种的混合离子束供下游处理，避免了间歇电离导致的瞬态信息缺失，确保了后续质量分析和瞬态浓度曲线重建的连续性与准确性。

25、在一种可选的实施方式中，采样接口外部套设有可控温的加热套，用于加热采样接口以防止气体样品在传输过程中发生冷凝或吸附；加热套的供电和温度控制由电控模块管理。

26、上述技术方案中，采样接口外部套设可控温的加热套，通过加热防止气体样品在传输过程中发生冷凝或吸附，保证了引入离子源的气体样品组分与反应腔室内的实际气体组成一致，避免了因样品损失导致的浓度测量偏差和记忆效应，提高了瞬态监测的响应速度和数据准确性；同时加热套的供电和温度控制由电控模块统一管理，实现了对采样接口温度的精确控制，无需额外配置独立的温控装置，进一步提高了系统集成度，确保系统在长期运行中监测结果的稳定性和可重复性。

27、在一种可选的实施方式中，真空组件包括涡轮分子泵和前级泵；进样与电离模块与离子预分选器之间为连续贯通的通道，依靠采样接口的流导限制与涡轮分子泵抽速的匹配，在离子源区与下游区域之间形成真空梯度；下游区域包括预分选区和分析通道区。

28、上述技术方案中，进样与电离模块与离子预分选器之间为连续贯通的通道，不设置额外的流导限制隔板，依靠采样接口自身的流导限制与涡轮分子泵抽速的匹配，即可在离子源区与下游区域之间自然形成所需的真空梯度，既保证离子源区具有较高的工作压力以维持电离效率，又使下游的预分选区和分析通道区处于较低的真空度以满足离子稳定传输和质量分析的要求，省去了额外的真空隔板或差分抽气结构，简化了系统结构并减少了离子在传输路径上的损失，提高了离子传输效率；同时，涡轮分子泵和前级泵的组合为系统整体提供了稳定可靠的多级真空环境，确保了离子从产生、分选到检测全路径的通畅性。

29、在一种可选的实施方式中，离子源包括灯丝、电离室和离子引出透镜组；

30、电离室的壁面上开有电子入射孔、气体引入孔和离子引出小孔；

31、灯丝用于发射电子，电子经电子入射孔进入电离室，与电离室内的气体样品发生碰撞电离；

32、电离室用于接收来自采样接口的气体样品，电子在电离室内与气体样品发生碰撞电离，产生离子；

33、离子引出透镜组用于接收经离子引出小孔导出的离子，并对离子进行加速、聚焦和引出。

34、上述技术方案中，灯丝设置于电离室外部，电子经电离室壁面的电子入射孔进入电离室内部与气体样品发生碰撞电离，灯丝与反应气体隔离从而延长了灯丝使用寿命，且电离室通过气体引入孔接收来自采样接口的气体样品并实现封闭式电离，使气体样品在密闭空间内与电子充分碰撞，电离效率高于开放式结构，产生的离子经电离室壁面的离子引出小孔导出后进入离子引出透镜组，由离子引出透镜组对离子进行加速、聚焦和引出，确保了混合离子束以较高的传输效率进入下游的离子预分选器，为后续质量选择和空间分选提供了充足的离子数量。

35、在一种可选的实施方式中，质量分析器为四极杆质量分析器，被预先固定调谐至对应的目标质荷比，用于对导入的离子进行质量过滤。

36、上述技术方案中，质量分析器采用四极杆质量分析器，利用四极杆质量分析器本身结构紧凑、响应速度快且稳定性高的特点，适合于在线监测应用场景；各质量分析器被预先固定调谐至对应的目标质荷比，在整个监测过程中始终锁定该质量数，无需在多个质量数之间进行扫描切换，消除了扫描模式中非目标质量数时间段内的离子浪费，使目标离子的利用率达到最大化，同时与离子预分选器将不同目标离子分别导入不同分析通道的结构相配合，即可实现对多种目标物种的同步连续检测，进一步增强了系统的时间分辨率和多物种并行监测能力，避免了扫描模式可能导致的瞬态信息丢失。

37、在一种可选的实施方式中，时序与同步控制器包括：

38、外部触发输入接口，连接至反应腔室的主机，用于接收来自反应腔室主机的循环触发信号；

39、时序生成单元，连接至电控模块，用于生成各控制指令并发送至电控模块；

40、射频参数控制输出端，连接至电控模块，用于实时设定和调整离子预分选器的射频参数以及各质量分析器的调谐参数；

41、出口门控控制输出端，连接至电控模块，用于在累加囚禁模式下逐次改变各出口门控电极段的门控脉冲序列的起始相位相对于循环触发信号的延迟时间，以控制各出口门控电极段的直流偏置电压切换；以及

42、采集同步输出端，连接至信号重建模块，用于输出与循环触发信号同步的采集触发信号和门控信号。

43、上述技术方案中，时序与同步控制器通过外部触发输入接口与反应腔室的主机连接，接收来自反应腔室主机的循环触发信号，使整个监测系统与反应腔室的工艺循环保持严格同步，确保各监测动作精准对应反应脉冲的起止时刻；时序生成单元连接至电控模块，用于生成各控制指令并发送至电控模块，由电控模块统一执行各功率输出，实现了控制逻辑与功率执行的分离；射频参数控制输出端能够实时设定和调整离子预分选器的射频参数及各质量分析器的调谐参数，使预分选器的质量选择条件与分析通道的检测目标随反应脉冲同步切换或保持锁定，确保各通道始终工作于对应目标物种的最佳检测状态；出口门控控制输出端在累加囚禁模式下能够逐次改变各出口门控电极段的门控脉冲序列起始相位相对于循环触发信号的延迟时间，以控制出口门控电极段的直流偏置电压切换，从而在一个反应脉冲周期内实现多时间窗口的步进延迟采样；采集同步输出端输出与循环触发信号同步的采集触发信号和门控信号至信号重建模块，确保各通道离子信号的采集时刻与反应循环精确对应，便于后续按反应周期对数据进行折叠对齐和累加平均处理，提高了瞬态浓度曲线重建的时间准确性和数据可靠性。

44、在一种可选的实施方式中，电控模块包括：

45、电源管理单元，连接至外部交流电源，用于为系统各部件提供稳定直流电压；

46、真空控制单元，连接至真空组件，用于驱动和控制真空组件；

47、离子源供电单元，连接至离子源，用于提供离子源灯丝电流、电子能量加速电压及离子引出透镜组电压；

48、检测器供电单元，连接至各离子检测器，用于为各离子检测器提供电源；

49、射频与直流电源单元，包括多通道直接数字频率合成器、多个宽带射频功率放大器、多路隔直电容器和多个偏置电路，连接至离子预分选器和各质量分析器，用于产生多路频率、幅度和相位独立可调的射频信号并为各分支段的电极叠加独立的直流偏置电压，以及驱动各质量分析器；以及

50、通信接口单元，用于与上位机或反应腔室的主机进行数据交换。

51、上述技术方案中，电控模块通过电源管理单元从外部交流电源取电并为系统各部件提供稳定直流电压，实现了整机电源的集中管理和统一分配，无需为各部件分别配置独立的供电装置，简化了系统供电架构；真空控制单元直接连接至真空组件，实现对真空组件的集中驱动和控制，无需外部独立控制器；离子源供电单元连接至离子源，集中提供灯丝电流、电子能量加速电压及离子引出透镜组电压，确保离子源各电极处于精确的工作电位；检测器供电单元连接至各离子检测器，为各检测器提供独立电源，保证各通道检测器独立稳定工作；射频与直流电源单元通过多通道直接数字频率合成器、多个宽带射频功率放大器、多路隔直电容器和多个偏置电路，连接至离子预分选器和各质量分析器，能够产生多路频率、幅度和相位独立可调的射频信号并为各分支段的电极叠加独立的直流偏置电压，实现了对多个电极段射频参数和直流偏置的独立精确控制，同时驱动各质量分析器工作，确保预分选器各分支段及分析通道的射频参数可按需独立调节且互不干扰；通信接口单元实现与上位机或反应腔室主机之间的数据交换，使系统可接收外部参数设置并反馈运行状态，实现了功率执行、信号发生与数据交互的集成化控制，提高了系统整体的抗干扰能力和可维护性。

52、在一种可选的实施方式中，信号重建模块包括：

53、多通道同步采集卡，包含多个独立的计数采样通道及模拟采样通道，分别连接各离子检测器的信号输出端，用于在时序与同步控制器的采集同步信号控制下对各通道离子信号进行同步采样，获得各采样时刻的采样数据，并为采样数据赋予时间标记；

54、数据缓冲与存储单元，连接至多通道同步采集卡，用于对采集的原始数据进行缓存和存储；以及

55、信号处理与重建单元，连接至数据缓冲与存储单元，用于读取采样数据，按照反应循环周期对采样数据进行折叠和对齐，在多个反应循环内对相同时间偏移位置的计数率进行累加平均，并将累加囚禁模式下采集的释放脉冲积分强度除以累积循环数，恢复为单周期等效强度，输出各目标物种在反应脉冲周期内的完整瞬态浓度曲线并计算吸附半饱和时间及吸附速率常数。

56、上述技术方案中，多通道同步采集卡通过包含多个独立的计数采样通道及模拟采样通道，分别连接各离子检测器的信号输出端，在时序与同步控制器的采集同步信号控制下对各通道离子信号进行同步采样，获得各采样时刻的采样数据并为采样数据赋予时间标记，使各通道数据的采集时刻精确对齐，避免了各通道间因采集不同步导致的时间偏差，为后续各目标物种瞬态曲线的准确重建提供了数据基础；数据缓冲与存储单元连接至多通道同步采集卡，对采集的原始数据进行缓存和存储，防止了采集与处理速度不匹配导致的数据丢失；信号处理与重建单元连接至数据缓冲与存储单元，读取采样数据后按照反应循环周期对采样数据进行折叠和对齐，在多个反应循环内对相同时间偏移位置的计数率进行累加平均，显著抑制了随机噪声对信号的干扰，有效提升了信噪比；同时将累加囚禁模式下采集的释放脉冲积分强度除以累积循环数恢复为单周期等效强度，使经过离子累积增强后的信号强度能够以单周期当量形式输出，确保了浓度数值的物理含义清晰和定量准确性，最终输出各目标物种在反应脉冲周期内的完整瞬态浓度曲线并计算吸附半饱和时间及吸附速率常数，为原子层沉积工艺的机理研究和参数优化提供了定量化的数据支撑。

57、第二方面，本发明提供了一种多通道气体监测方法，应用于上述第一方面或其对应的任一实施方式的多通道气体监测系统，该方法包括：

58、从反应腔室引取气体样品并对气体样品进行电离，产生含有多种待测物种的混合离子束；

59、将混合离子束导入离子预分选器的公共入口段，在射频场约束下传输至公共入口段末端；

60、在公共入口段末端，通过对各分支段内的电极施加差异化的射频幅度和/或叠加直流偏置，使不同质荷比的离子分别进入不同的分支段；

61、将各分支段内的目标离子经出口门控电极段导出至对应的分析通道；

62、通过各分析通道的质量分析器分别对导入的目标离子进行质量过滤，并通过对应的离子检测器记录离子强度信号；

63、对各离子检测器的输出信号进行同步采集和处理，输出各目标物种的并行瞬态浓度曲线。

64、本发明提供的一种多通道气体监测方法，通过从反应腔室引取气体样品并电离产生混合离子束，将混合离子束导入离子预分选器的公共入口段并在射频场约束下传输，在公共入口段末端通过对各分支段内电极施加差异化的射频幅度和/或叠加直流偏置使不同质荷比的离子分别进入不同分支段，实现混合离子束中不同目标离子的物理分离和并行导出，再经出口门控电极段分别进入对应分析通道，由固定调谐的质量分析器进行质量过滤并经离子检测器记录信号，实现了对多种目标物种真正同步的连续瞬态监测，避免了分时采集导致的关键瞬态信息盲区；通过对各离子检测器输出信号进行同步采集和处理并输出各目标物种的并行瞬态浓度曲线，能够完整呈现整个反应脉冲周期内各目标物种的浓度变化过程，为工艺研究和闭环控制提供全面实时的数据支撑，有效解决了多物种同步监测缺失的技术问题。

65、在一种可选的实施方式中，将各分支段内的目标离子经出口门控电极段导出至对应的分析通道，包括：

66、当目标物种瞬态浓度低于预设阈值时，将对应分支段的出口门控电极段配置为累加囚禁模式，在单个反应脉冲持续期间，以预设频率反复切换出口门控电极段的直流偏置：在每个周期内，在第一持续时间施加正势垒电压关闭出口，使目标离子在分支段内累积；在第二持续时间切换至低电位打开出口，以窄脉冲形式释放累积的离子包，获得增强的离子脉冲信号，第一持续时间大于第二持续时间。

67、在一种可选的实施方式中，对各离子检测器的输出信号进行同步采集和处理，输出各目标物种的并行瞬态浓度曲线，包括：

68、对于采用累加囚禁模式采集的数据，通过逐次改变各出口门控电极段的门控脉冲序列的起始相位相对于反应触发信号的延迟时间，采集对应时间窗口内的增强脉冲数据，将各延迟点的脉冲数据进行拼接和归一化，获得完整的目标物种的并行瞬态浓度曲线。

69、在一种可选的实施方式中，对各离子检测器的输出信号进行同步采集和处理，输出各目标物种的并行瞬态浓度曲线，还包括：

70、按照反应循环周期对采集数据进行折叠和对齐，在多个反应循环内对相同时间偏移位置的计数率进行累加平均，并将累加囚禁模式下采集的释放脉冲积分强度除以累积循环数，恢复为单周期等效强度，输出各目标物种在反应脉冲周期内的完整的并行瞬态浓度曲线并计算吸附半饱和时间及吸附速率常数。

71、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的多通道气体监测方法。

72、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的多通道气体监测方法。

73、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的多通道气体监测方法。

74、针对现有技术中缺乏能够在紧凑系统架构下，对至少两种目标气体物种实现真正同步、无间断连续瞬态监测，并同时对低浓度瞬态物种进行有效信号增强的在线分析手段，导致工艺瞬态关键信息易被遗漏且痕量中间体难以可靠检出的问题，本发明提供的一种多通道气体监测系统，具有以下有益效果：

75、本发明通过从反应腔室引取气体样品并由离子源进行连续电离，产生含有多种待测物种的混合离子束，为下游检测提供稳定、连续且组分完整的离子源。

76、通过真空组件中涡轮分子泵和前级泵的配合，并利用采样接口自身的流导限制与涡轮分子泵抽速的匹配，在离子源区与下游区域之间自然形成真空梯度，既维持离子源区较高工作压力以保证电离效率，又使下游预分选区和分析通道区处于较低真空度以满足离子稳定传输和质量分析要求。

77、通过将混合离子束导入离子预分选器的公共入口段并在射频场约束下传输，以及对各分支段内电极施加差异化的射频幅度和/或叠加直流偏置，使不同质荷比的离子分别进入不同的分支段，将混合离子束中不同目标离子按质荷比物理分离并并行输出。

78、通过在分支段末端设置出口门控电极段并对其施加或移除直流偏置电压以控制离子导出通道的开启与关闭，在连续监测模式下保持低电位使目标离子连续通过进入分析通道，达到对常规浓度物种连续实时监测的效果；在累加囚禁模式下以预设频率反复切换直流偏置并在第一持续时间施加正势垒电压使目标离子在分支段内累积、在第二持续时间切换至低电位以窄脉冲形式释放累积离子包，对低浓度瞬态物种进行信号累积增强、提升了检测灵敏度。

79、通过将分离后的各目标离子分别导入对应的分析通道，并由预先固定调谐至对应目标质荷比的四极杆质量分析器进行质量过滤，配合离子检测器记录离子强度信号，各通道同步连续锁定各自目标物种进行检测、避免扫描模式离子浪费和时间信息丢失。

80、通过时序与同步控制器接收反应腔室主机的循环触发信号并生成同步控制指令，由电控模块统一执行射频参数调节、直流偏置切换及电源供应，使得控制逻辑与功率执行分离、各部件时序精确同步。

81、通过信号重建模块对各离子检测器输出信号进行同步采集、按照反应循环周期对采样数据进行折叠对齐和累加平均、将累加囚禁模式下采集的释放脉冲积分强度除以累积循环数恢复为单周期等效强度，能够抑制随机噪声、提升信噪比、输出各目标物种完整瞬态浓度曲线并计算吸附半饱和时间及吸附速率常数、为原子层沉积工艺参数优化提供定量化数据支撑。

82、通过将离子预分选器的质量分选、空间分选与出口门控电极段的离子门控功能集成于同一部件，省去了独立离子门组件；采样接口同时作为流导限制元件，配合真空组件自然形成真空梯度，无需额外的真空隔板，整体结构紧凑，适合集成于生产型原子层沉积机台。基于上述结构，本发明可对至少两种目标气体物种实现真正同步、无间断的连续瞬态监测，并通过对低浓度瞬态物种的离子累积与脉冲释放实现信号增强。