专利名称：在处理系统化学分析中使用的电子束激励器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从反应器腔的气体中产生荧光的设备。
背景技术：
发射光谱(0EQ端点检测依赖于从与蚀刻过程相关的气体组分(gas species)发射的光的强度变化。在蚀刻层的稳态蚀刻过程中，反应气体和反应气体产物将被等离子体激励致使产生以气体组分为特征的波长的荧光。当蚀刻层耗尽时，反应气体的消耗率和废气产率变化。这些变化导致一个或多个发射波长的光的强度变化。监控这些波长和大致组合这些信号变化生成常见的OES端点趋势图。该OES趋势图可用于告知处理步骤结束。近来新的等离子体蚀刻过程面临的问题是，传统的检测方法不能检测端点，其原因看起来至少有两点。“远程等离子体”过程使用位于蚀刻过程将要发生位置上游的等离子体。化学活性的气体组分流入处理腔并成功的从沉积腔中的每个表面移除沉积膜。然而，无论是蚀刻过程的反应组分还是废气均被激励到所需的高能态以产生荧光。反应器腔中荧光的缺失是 “黑等离子体”不能产生传统的OES端点的原因。低能态的等离子体在新的过程中使用。虽然这些过程确实激励气体组分发射可在处理腔中检测到的荧光，然而生成的光谱不能显示成功的OES端点检测所需的一个或多个波长强度变化。这类失败看起来是不同于低百分比开放式蚀刻区域的常见难题的。不好理解的是，其准确原因是端点信号不可检测。对于这些难题来说，已经通过撞击位于晶圆平面的反应器腔的下游废气中的次要等离子体论证了传统的OES端点信号。已有报道指出，在当将次级等离子体单元附着在蚀刻处理腔的侧边恰恰位于节流阀之前时，可以获得成功。其他成功的报道指出，可将次级等离子体放置在涡轮泵的下游-较小良好调节的压力环境可使得OES信号波动。这些“次级等离子体”单元是可以在市面上购得的。然而，它们面临两个难题。该OES信号时通过相对接近次级等离子体的窗收集的。该等离子体的能量使得其将废气粉碎成小分子成分，而这些小分子成分将在表面上重新组合以形成聚合物-在碳卤化物蚀刻化学中常见的困难。OES观察窗上的聚合物使得光信号迅速衰减进而使得该方法对于需要在维护过程中需要长平均时间的制造工具来说难以实现。
有业者报告，难于控制次级等离子体，这样其废气激励在长时间周期是稳定的。考虑到OEM所作的大量测量将产生稳定的和可重复的等离子体用于处理，这并不令人惊讶。 次级等离子体单元的消耗限制妨碍了用于产生稳定的可再现等离子体性能的所有这些相同的复杂技术的使用。次级等离子体中的波动导致的废气激励的变化改变了光强，而该光强可以被误解释为制造过程中的变化而被监测。
发明内容
本发明涉及电子束激励器、电子束激励系统和使用电子束激励器激励气体的方法。该电子束激励器包括用于在电子源腔中生成电子云的可变密度电子源，和用于将来自电子源腔的电子作为电子束加速成用于发射荧光的气体样本的可变能量电子激励器。电子束的电子密度(浓度)是可通过调节施加给电子源的激励功率可变控制的。电子源腔中的电子通过接触电子源腔的导电表面获得(assume)参考电压，该电子源腔保持在参考电压， 通常接近大地电压。电子束的电子能量是可通过调节提供给电子激励器电极的电压可变控制的，该电压可改变电极上的电荷。电子激励器电极和参考电压之间的电压差通过腔上朝着电子激励器电极的抽取孔(extraction hole)从电子云吸引电子。电子激励器和所述电子源之间的电压中的差值越大，给予电子束中的电子的电子能量越高。提供给激励器电极的电压可独立于提供给电子源的激励功率进行调节，从而改变电子束的电子的能量而不改变电子束的电子的浓度。相反地，提供给电子源的激励功率可独立于电子束的电子能量进行调节，从而改变电子束中电子浓度而不改变电子束的电子的能量。因此，电子束的电子密度可独立于电子束中电子的能量改变，且电子束中电子的能量可独立于电子束的电子密度改变。电子束激励器进一步包括电子收集器和计数器以测量电子束中电子的浓度，电子束中电子撞击电子收集器和计数器以产生与电子撞击次数成比例的电子流。电子流的改变表明电子密度的浓度变化。通过监控电子流，可将电子束的电子密度稳定在优选的电子密度以观察光发射的强度变化。如果检测到电子流反常，可调节提供给电子源的激励功率以补偿该反常，从而校正电子密度而不改变电子束的电子能量。相反地，电子束的能量级可以基本上独立于电子束的电子密度改变，以例如激励特定的气体组分。改变电子束中电子的能量级将改变电子束的电子浓度，然而该改变将通过电子收集器和计数器生成的电子流的改变反映。该改变可通过调节提供给电子源单元的激励功率抵消直至电子流再次匹配电子束的参考电子流和电子浓度。本发明的电子束激励器和电子束激励系统可在连续电子束操作模式或脉冲电子束操作模式中的排气线路中操作，而同时维持电子束的电子密度在固定浓度。本发明的激励器和激励系统也可在可变电子能量操作模式中操作，且同时具有连续电子束操作模式或脉冲电子束操作模式。最后，此处所述的电子束激励器和电子束激励系统可在可变电子密度操作模式中操作以改变电子束的电子浓度而将电子束的电子能量维持在恒定水平。
本发明特性的新颖特征在所附的权利要求中阐述。然而，通过参考后面的示例性
20实施方式的详细描述以及附图，可以很好地理解本发明自身以及优选的使用模式、及其进一步的目标和优点，在附图中图1是现有技术通常所知的OES监控的生产反应器的示意图；图2A、2B和2C是现有技术通常所知的ICP和CCP排气线路等离子体激励器的示意图；图3A和:3B是现有技术通常所知的具有压力调节的排气线路的排气线路等离子体激励器的示意图；图4是现有技术通常所知的排气线路等离子体激励器的示意图；图5是根据本发明的典型实施例的在来自如反应器腔的排气线路中的、用于激励和处理废弃的电子束激励系统的部件的示意图；图6A是根据本发明的典型实施例的电子束排气线路502的截面图，且图6B是本发明的典型实施例的本激励器的正交视图；图7是越过电子抽取器的电荷的概念视图；图8B-8D是根据本发明的典型实施例的可选电子加速器和抽取器结构的示意图， 所述结构更适当地近似理想的抽取器的提高的电压的二维表面；图9A、9B和9C示出了根据本发明的典型实施例的抽取器的正视图、抽取器的沿AA 线截面图、和抽取器的正交视图；图10示出了根据本发明的典型实施例的电子束激励器的电子抽取器和电子源部件的几何视图；图11示出了根据本发明的典型实施例的配置成用于观察电子激励器后的发射的排气线路电子束激励器；图12示出了根据本发明的另一典型实施例的配置成用于观察电子激励器前的发射的排气线路电子束激励器；图13示出了根据本发明的另一典型实施例的配置有包含电子束的电子束光学器件(optics)的排气线路电子束激励器；图14示出了根据本发明的另一典型实施例的具有用于聚焦电子束的环形磁铁的排气线路电子束激励器；图15示出了根据本发明的另一典型实施例的排气线路电子束激励器，所述排气线路电子束激励器增加有用于测量电子束中电子的浓度的电子束电子收集器和计数器，用于从电子束电子收集器接收浓度信息和调节电子源的激励功率的反馈控制器；图15示出了根据本发明的另一典型实施例的排气线路电子束激励器，所述排气线路电子束激励器增加有用于测量电子束中电子的浓度的电子束电子收集器和计数器，用于从电子束电子收集器接收浓度信息和调节电子源的激励功率的反馈控制器；图16是根据本发明的另一典型实施例的具有用于监测电子束的电子浓度的收集器电极的电子束激励器的截面图；图17是示出了收集器电极的截面图，其示出该收集器电极表面上的残留物聚集；图18A-18C示出了收集器电极上的残留物聚集结果；图19A是根据本发明的一典型实施例的用于在排气线路中激励气体的电子束激励器的示意图；所述电子束激励器使用单独的感应耦合等离子体产生电子；
图19B是根据本发明的一典型实施例的用于减少在激励器的电极上的沉积的出现的改进型电子束激励器的示意图；图20是根据本发明的另一典型实施例的用于在排气线路中激励气体的电子束激励器的示意图，所述电子束激励器使用空心阴极来生成电子；图21是根据本发明的另一典型实施例的用于在排气线路中通过从场发射器阵列型电子源抽取电子的来激励气体的电子束激励器的示意图；图22是根据本发明的再一典型实施例的用于在排气线路中通过从热阴极型电子源抽取电子来激励气体的电子束激励器的示意图；图23是根据本发明的再一典型实施例的用于在排气线路中通过从激光型电子源抽取电子来激励气体的电子束激励器的示意图；图M是根据本发明的再一典型实施例的用于在排气线路中通过从微波型电子源抽取电子来激励气体的电子束激励器的示意图；图25A-25C是示出了根据本发明的典型实施例的电子束激励器的各种操作模式的时序图；图沈是根据本发明的典型实施例的排气线路电子束激励器的顶部截面图，其进一步示出了排气线路的激励区域；图27是根据本发明的典型实施例的排气线路电子束激励器的侧视截面图，其示出了排气线路的激励区域的侧视图；图28A-28E示出了根据本发明的多个典型实施例的在各个几何空间中配置的电子束激励器；图29A-29D是示出了根据本发明的另一典型实施例的用于本电子束激励器的窗观察角度的范围的示意图；图30是示出了现有技术中已知的典型反应器排气系统，其示出根据本发明的另一典型实施例的定位电子束激励器的可能位置；图31A和31B分别是格劳秀斯(Grotian)示意图和截面电子能量示意图；图32是表示根据本发明的典型实施例的三个典型激励序列的时序图；图33是表示根据本发明的典型实施例的对应于图32中的激励序列的4个可能的集成模式的时序图；图34是根据本发明的典型实施例的用于定义最优抽取器电压的一个校准激励序列，所述最优抽取器电压用于产生光发射；图35是示出了根据本发明的典型实施例的本电子束激励器的压力反馈校正的时序图；图36是示出了根据本发明的典型实施例的本电子束激励器的多个操作模式的时序图；图37是根据本发明典型实施例的在多个激励能量级检测激励荧光的通用方法的流程图；图38是根据本发明典型实施例的用于建立本电子束激励器以检测工具上的特定组分的方法的流程图；图39是根据本发明典型实施例的用于校准本电子束激励器到最优抽取器电压以用于在不同处理压力下检测激励的产物组分的波长X1的方法的流程图；图40是根据本发明典型实施例的用于执行本电子束激励器的方法的流程图，所述电子束激励器具有通用的功能(duty)并具有电子流反馈以稳定电子束电子的浓度；图41是根据本发明典型实施例的用于执行本电子束激励器的方法的流程图，所述电子束激励器具有电子流反馈和压力校正参考电流以相对线性压力变化调节电子束的密度；图42是根据本发明典型实施例的、与图40示出的用于执行本电子束激励器的方法类似的方法的流程图，用于相对于线性压力变化调节电子束的密度，但在一电子能量级范围内检测不同波长的发射；图43是根据本发明典型实施例的用于定义气体组分的唯一光谱标记 (signature)的方法的流程图；图44A和44B是根据本发明典型实施例的用于通过废气的唯一光谱标记检测废气中的一个或多个组分的方法的流程图；根据附图和后面的详细描述，本发明的其它特征将是显而易见的。
具体实施方式
部件附图标记指定
100= OES测量装置524A:环形电子抽取器开口
102窗524B 环形电子抽取器开口
104收集光学器件524C 六边形电子抽取器开口
106光纤524D:正方形电子抽取器开口(网孔模式)
108传感器525 可变电势(Variable potential)抽取器源
109光谱仪5 :电子束聚焦光学器件
110处理控制器526A:端电子束聚焦磁铁
112处理腔526B 抽取器电子束聚焦磁铁；
114晶圆支撑526C:收集器电子束聚焦磁铁
116晶圆527 磁通量线
120等离子体528 抽取器电子束聚焦锥形体
132处理气体进口530 激励区域
138处理腔气体出口532 电子束
200排气等离子体激励装置532A 电子束
202窗532B 电子束图案
204收集光学器件532C:电子束图案
206光纤532D 电子束图案
208传感器533 电子束轴
209光谱仪534 流束(plume)
210处理控制器535 辉点
212处理腔540 电子束控制器和计数器
214晶圆支撑541 越过电子收集器的沉积
216晶圆545 可变偏置收集器源
220第一等离子体区550 排气线路压力计
223等离子体电极560 电子浓度控制器
224高频电源570 光收集光学器件
226蚀刻区域572 发射处理器
232处理气体入口573 发射处理器
233发射光谱检测机构574 视口窗
234具有金属网图案的屏蔽板579 具有光纤的光收集光学器件
235次级高频电源580 处理腔控制器
236第二等离子体区590 电子能量控制器
237放电等离子体700 电势表面(Potential surface)
238排气管720 电子加速器和抽取器
238a 石英排气管721 正电荷
239电容电极板1900 =ICP电子束排气线路激励器系统
240感应线圈1910 =ICP电子源
310处理腔1911 可变ICP电源(RF)
311对电极(Opposed electrode)1914 =ICP电子抽取孔
312样本1915 石英(或蓝宝石)管
313放电空间1916 参考电势表面
314绝缘材料1917 感应线圈
315排气口1918 参考电势表面延伸
316折流板1919 净化气体(Purge gas)
317间隙1920 激励器电极加热器
320气体引入系统1922 加热器电源
321气体引入管1924 温度传感器(热电偶)
322阀1926 温度控制
330匹配箱2000 空心阴极电子束排气线路激励器系统
332=RF电源2010 空心阴极电子源
340高真空排气系统2011 空心阴极电源(可变VDC)
341涡轮泵2014:阴极电子抽取孔
342直空泵2015 空心阴极
343旋转泵2017 阳极
344排气管2100 场发射器阵列电子束排气线路激励￡儿
345阀2110:场发射器阵列电子源
350蚀刻气体排气系统2111 场发射器阵列电源(可变VDC)
351孔2114 场发射器抽取孔
352直空泵2115:场发射器电子腔
353:旋转泵2117:场发射器阵列416 排气管2200 热阴极电子束排气线路激励器系统423:腔监控系统2210:热阴极源426 腔监控系统2211 热阴极电源(可变0〔电流)431:感应线圈2214:热阴极抽取孔432:电源2215:热阴极电子腔433:排气线路2217:热阴极434 光敏ニ极管2300 光电子束排气线路激励器系统436:光敏ニ极管2300:激光源437:级检测器2300:激光电源(可变0〔电流)500:电子束排气线路激励系统 2314 激光抽取孔502:出ロ处的电子束激励器 2315:激光电子腔502A 进ロ处的电子束激励器 MOO 微波电子束排气线路激励器系统5028:出ロ处节流阀上的的电子束激励器 2410:微波源5028:出ロ处低真空泵上的的电子束激励器 2411:微波电源504:排气线路2414:热阴极抽取孔510:电子源2415:微波石英电子腔512:电子浓度调节2417:微波石谐振腔514:电子抽取孔2634:.i(Plume)516:參考电势表面2635:辉线点515:电子腔2636:样本位置520 电子抽取器/加速器和电子束光学器件2702 短寿命气体组分520ム单开ロ电子抽取器2704:中寿命气体组分521ム抽取器的不透明部2706:长寿命气体组分522:电子能量调节27365:短寿命样本位置5208:具有环形开ロ的电子抽取器273611:中寿命样本位置520〔具有六边形开ロ的电子抽取器2736し长寿命样本位置5200:具有正方形开ロ的电子抽取器3000:反应器腔524:锥形开ロ3038:排气线路3042 润轮泵3044:低真空泵3040 节流阀3045 净化气体在等离子体被第ー次发现开始，其光发射就已经被用作诊断エ具。发射光的光谱 特别重要。来自给定粒子(原子、分子、离子和固体)组分的发光光谱的强度可模拟成
权利要求
1.一种用于激励气体中粒子的排气线路激励器，其特征在于，包括用于沿电子束轴生成电子束的电子束激励器，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第一浓度的电子，所述电子束激励器连接到来自半导体反应器腔的气体管道，所述气体管道具有用于从半导体反应器腔传送废气流的内部体积，其中所述电子束轴的至少一部分横越过所述气体管道的所述内部体积。
2.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束激励器进一步包括电子源，用于生成处于第二平均电子能级的第二浓度的电子；以及电子抽取器，用于从所述电子源抽取所述处于第二平均电子能级的第二浓度的电子， 并沿所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到所述第一平均电子能级。
3.根据权利要求2所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束激励器进一步包括电连接到电子源的参考电势源，用于在所述电子源建立参考电势；以及电连接到所述电子抽取器的能态抽取器电压供应器，用于提供电压给所述电子抽取器以在所述电子抽取器上建立电抽取电荷。
4.根据权利要求2所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束激励器进一步包括电连接到电子源的参考电势源，用于在所述电子源建立参考电势；以及电连接到所述电子抽取器的可变能态抽取器电压供应器，用于提供可变电压给所述电子抽取器以在所述电子抽取器上建立可变电抽取电荷。
5.根据权利要求4所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括 源腔；包含在源腔内的电子发射材料，用于接收激励能量并发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；以及抽取器开口，用于为所述源腔创造路径，所述抽取器开口具有抽取器开口直径。
6.根据权利要求5所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子发射材料是来自所述半导体反应器腔的废气。
7.根据权利要求5所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子发射材料是用于所述电子源的发射器部件。
8.根据权利要求5所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束激励器进一步包括连接到电子源的可变密度激励能量供应器，用于提供可变激励能量给所述电子源。
9.根据权利要求8所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是感应耦合等离子体型电子源，所述电子源进一步包括配置成围绕所述源腔并电连接到所述可变密度激励能量的感应线圈，用于激励来自所述半导体反应器腔并位于所述源腔内的废气，以发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述源腔的至少一部分由非导电材料组成，且所述可变密度激励能量供应器提供的可变激励能量是射频范围内的高频电磁波。
10.根据权利要求8所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括参考电势表面，所述参考电势表面靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势。
11.根据权利要求8所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是空心阴极型电子源，所述电子源进一步包括电连接到可变密度激励能量的阳极；以及电连接到所述参考电势源的空心阴极，至少一分部分所述空心阴极设置在阳极和激励器开口之间用于激励来自半导体反应器腔的废气，并在所述源腔内发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述可变激励能量供应器提供的可变激励能量是DC电压。
12.根据权利要求8所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是场发射器阵列型电子源，所述电子源进一步包括连接到可变密度激励能量的场发射器阵列；所述场发射器阵列具有第一表面和多个位于所述第一表面上的尖端，用于发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述可变激励能量供应器提供的可变激励能量是DC电压。
13.根据权利要求12所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括 靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势的参考电势表面。
14.
15.根据权利要求8所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是热阴极型电子源，所述电子源进一步包括连接到可变密度激励能量的热阴极，用于热发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述可变激励能量供应器提供的可变激励能量是DC电压。
16.根据权利要求15所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括 靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势的参考电势表面。
17.根据权利要求5所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是光子发射器型电子源，所述电子源进一步包括连接到可变密度激励能量的光子发射器，用于激励来自半导体反应器腔的废气，并在所述源腔内发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子。
18.根据权利要求17所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括 靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势的参考电势表面。
19.根据权利要求5所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是微波型电子源，所述电子源进一步包括微波谐振腔；以及连接到可变密度激励能量的磁铁，用于激励来自半导体反应器腔的废气，并在所述源腔内发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子。
20.根据权利要求7所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子抽取器的抽气器电压供应器，用于提供抽取器电压以在所述电子抽取器上建立电子抽取电荷。
21.根据权利要求20所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括电连接到所述抽取器电压供应器的抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子并沿着所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到第一平均电子能态。
22.根据权利要求7所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子抽取器的可变能态抽取器电压供应器，用于提供可变抽取器电压以在所述电子抽取器上建立可变电抽取电荷。
23.根据权利要求22所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括电连接到所述可变能态抽取器电压供应器的抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子并沿着所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到第一平均电子能态。
24.根据权利要求22所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括电连接到所述可变能态抽取器电压供应器的抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子并沿着所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到第一平均电子能态及沿着所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到第三平均电子能态。
25.根据权利要求M所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括第一电极部分，所述第一电极部分具有第一部分直径，所述第一部分直径与所述电子束轴基本对齐，且所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分。
26.根据权利要求25所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分进一步包括具有多个开口的基本平板电极。
27.根据权利要求沈所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是筛栅极，且每个所述多个开口具有相同的矩形形状。
28.根据权利要求沈所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的圆形形状。
29.根据权利要求沈所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的六边形状。
30.根据权利要求沈所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的多边形状。
31.根据权利要求沈所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的曲线形状。
32.根据权利要求M所述的排气线路激励器，其特征在于，述电子抽取器进一步包括 第一电极部分，所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分；第二电极部分，所述电子束的电子基本不可透过所述第二电极部分。
33.根据权利要求32所述的排气线路激励器，其特征在于，第一电极部分具有第一电极部分直径，所述第一部分直径与所述电子束轴基本对齐且设置在所述电子抽取器上基本处于所述电子抽取器的第二电极部分中，所述第二部分具有第二部分直径且，所述第二部分直径与所述电子束轴基本对齐，且所述第二部分直径大于所述第一部分直径。
34.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分进一步包括具有多个开口且与所述电子束轴基本共轴的基本平板的电极。
35.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是筛栅极，且每个所述多个开口具有相同的矩形形状。
36.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的圆形形状。
37.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的六边形状。
38.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的多边形状。
39.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的曲线形状。
40.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是所述第二电极部分中的开口。
41.根据权利要求33所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第二电极部分进一步包括电子束聚焦光学器件。
42.根据权利要求41所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束聚焦光学器件进一步包括设置在所述第二电极部分上的圆锥形横截面，所述圆锥形横截面具有圆锥深度，所述圆锥形横截面具有朝向所述电子束的圆锥深度上的凹面，所述电子束与所述电子束轴基本共轴。
43.根据权利要求42所述的排气线路激励器，其特征在于，所述凹面是线性的。
44.根据权利要求42所述的排气线路激励器，其特征在于，所述凹面是非线性的。
45.根据权利要求42所述的排气线路激励器，其特征在于，所述圆锥深度与所述第一电极部分的第一部分直径相关。
46.根据权利要求25所述的排气线路激励器，其特征在于，所述抽取电极的第一电极部分沿着所述电子束设置，并且通过第一间隔距离从所述电子源隔开。
47.根据权利要求46所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一间隔距离与所述抽取器开口直径相关。
48.根据权利要求46所述的排气线路激励器，其特征在于，所述抽取器开口直径大于所述第一间隔距离。
49.根据权利要求25所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括用于接收大量来自电子束的电子撞击并生成与所述电子撞击数量相关的电子流的电子收集器，所述电子收集器与所述电子束轴基本对齐并与所述电子源相距第二间隔距离。
50.根据权利要求49所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子收集器的可变能量收集器偏置电压供应器，用于提供可变偏置电压以在所述电子连接器上建立可变电偏置电荷。
51.根据权利要求50所述的排气线路激励器，其特征在于，所述可变偏置电压大于所述可变抽取器电压。
52.根据权利要求50所述的排气线路激励器，其特征在于，所述可变偏置电压大于所述可变抽取器电压。
53.根据权利要求32所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括用于接收来大量自电子束的电子撞击并生成与所述电子撞击数量相关的电子流的电子收集器，所述电子收集器与所述电子束轴基本对齐并与所述电子源相距第二间隔距离。
54.根据权利要求53所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子收集器的可变能量收集器偏置电压供应器，用于提供可变偏置电压以在所述电子连接器上建立可变电偏置电荷。
55.根据权利要求M所述的排气线路激励器，其特征在于，所述可变偏置电压大于所述可变抽取器电压。
56.根据权利要求55所述的排气线路激励器，其特征在于，所述可变偏置电压大于所述可变抽取器电压。
57.根据权利要求53所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子收集器和所述可变密度激励能量供应器之间的电子浓度控制器，用于接收电子流和基于所述电子流的量值调整提供给电子源的可变激励能量。
58.根据权利要求53所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括压力传感器，用于传感气体管道内部体积中的压力和生成压力信息。
59.根据权利要求58所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子收集器和所述可变密度激励能量供应器之间的电子浓度控制器，用于接收电子流，所述电子浓度控制器进一步电连接到所述所述压力信息和所述可变激励能量供应器之间以接收压力信息和用于基于所述压力信息和所述电子流的量值调整提供给电子源的可变激励能量。
60.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括发射检测器，用于检测所述气体管道的内部体积中的光发射，所述光发射从所述电子束激励的粒子中发射。
61.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括可变密度激励能量供应器，电连接到电子源以提供可变激励能量给所述电子源；电子源，用于生成处于第二平均电子能级的第二浓度的电子；其中所述电子源进一步包括配置成围绕所述源腔并电连接到所述可变密度激励能量的感应线圈，用于激励来自所述半导体反应器腔内的废气，并在所述源腔中发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述源腔的至少一部分由非导电材料组成，且所述可变密度激励能量供应器提供的可变激励能量是射频范围内的高频电磁波；以及电连接到所述电子抽取器的可变能态抽取器电压供应器，用于提供可变电压给所述电子抽取器以在所述电子抽取器上建立可变电抽取电荷；以及电子抽取器，用于从所述电子源抽取所述处于第二平均电子能级的第二浓度的电子， 并沿所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到所述第一平均电子能级。
62.根据权利要求61所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括电连接到所述可变能态抽取器电压供应器的抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子并沿着所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到第一平均电子能态和沿着所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到第三平均电子能态。
63.根据权利要求62所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括第一电极部分，所述第一电极部分具有第一部分直径，所述第一部分直径与所述电子束轴基本对齐，且所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分。
64.根据权利要求63所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分进一步包括具有多个开口的基本平板的电极。
65.根据权利要求64所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的多边形状。
66.根据权利要求64所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的曲线形状。
67.根据权利要求62所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括第一电极部分，所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分； 第二电极部分，所述电子束的电子基本不可透过所述第二电极部分。
68.根据权利要求67所述的排气线路激励器，其特征在于，第一电极部分具有第一电极部分直径，所述第一部分直径与所述电子束轴基本对齐且设置在所述电子抽取器上基本处于所述电子抽取器的第二电极部分中，所述第二部分具有第二部分直径且，所述第二部分直径与所述电子束轴基本对齐，且所述第二部分直径大于所述第一部分直径。
69.根据权利要求48所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分进一步包括具有多个开口且与所述电子束轴基本共轴的基本平板的电极。
70.根据权利要求69所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的多边形状。
71.根据权利要求60所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的曲线形状。
72.根据权利要求61所述的排气线路激励器，其特征在于， 电连接到可变密度激励能量的阳极；以及电连接到所述参考电势源的空心阴极，至少一分部分所述空心阴极设置在阳极和激励器开口之间用于激励来自半导体反应器腔的废气，并在所述源腔中发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述可变激励能量供应器提供的可变激励能量是DC电压。
73.根据权利要求72所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括第一电极部分，所述第一电极部分具有第一部分直径，所述第一部分直径与所述电子束轴基本对齐，且所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分。
74.根据权利要求73所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分进一步包括具有多个开口且与所述电子束轴基本共轴的基本平板的电极。
75.根据权利要求74所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的多边形状。
76.根据权利要求74所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的曲线形状。
77.根据权利要求72所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子抽取器进一步包括第一电极部分，所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分； 第二电极部分，所述电子束的电子基本不可透过所述第二电极部分。
78.根据权利要求77所述的排气线路激励器，其特征在于，第一电极部分具有第一电极部分直径，所述第一部分直径与所述电子束轴基本对齐且设置在所述电子抽取器上基本处于所述电子抽取器的第二电极部分中，所述第二部分具有第二部分直径且，所述第二部分直径与所述电子束轴基本对齐，且所述第二部分直径大于所述第一部分直径。
79.根据权利要求78所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分进一步包括具有多个开口且与所述电子束轴基本共轴的基本平板的电极。
80.根据权利要求79所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的多边形状。
81.根据权利要求79所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一电极部分是具有多个开口阵列的基片，且每个所述多个开口具有相同的曲线形状。
82.根据权利要求2所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括 具有内部体积的源腔；包含在源腔的内部体积内的电子发射材料，用于接收激励能量并发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；以及抽取器开口，用于为所述源腔创造路径，所述抽取器开口具有抽取器开口直径。
83.根据权利要求82所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源进一步包括 耦连到所述源腔并连接所述源腔的内部体积的气体口。
84.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束中电子沿着电子束轴的方向是基本平行于气体管道中废气流的流向的。
85.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束中电子沿着电子束轴的方向是与气体管道中废气流的流向基本相反的。
86.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束中电子沿着电子束轴的方向是基本垂直于气体管道中废气流的流向的。
87.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子束中电子沿着电子束轴的方向是基本平行于气体管道中废气流的流向，且与气体管道中废气流的流向基本相反的。
88.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括视口窗，所述视口窗具有用于观察所述电子束轴的至少一部分横越过所述气体管道的所述内部体积的视角。
89.根据权利要求88所述的排气线路激励器，其特征在于，所述视角与气体管道中废气流的流向成直角或更大角。
90.根据权利要求88所述的排气线路激励器，其特征在于，所述视角沿电子束轴电子束中的电子的方向成直角或更大角。
91.根据权利要求90所述的排气线路激励器，其特征在于，所述视角与气体管道中废气流的流向成直角或更大角。
92.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括上游气体管道口和气体管道下游气体管道口。
93.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述下游气体管道口连接到所述排气线路激励器和低真空泵之间。
94.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述上游气体管道口连接到反应器腔和排气线路激励器之间。
95.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述上游气体管道口连接到节流阀和排气线路激励器之间。
96.根据权利要求1所述的排气线路激励器，其特征在于，所述上游气体管道口连接到涡轮泵和排气线路激励器之间。
97.根据权利要求M所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第一平均电子能态与用于激励废物中的第一目标气体到能够在第一发射波长经历发射弛豫的能态的激励能级相关。
98.根据权利要求97所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第三平均电子能态与用于激励废物中的第一目标气体到能够在第二波长经历发射弛豫的能态的激励能级相关。
99.根据权利要求97所述的排气线路激励器，其特征在于，所述第三平均电子能态与用于激励废物中的第二目标气体到能够在第三波长经历发射弛豫的能态的激励能级相关。
100.一种用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，包括用于沿电子束轴生成电子束的电子束激励器，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第一浓度的电子，所述电子束激励器连接到气体管道，所述气体管道具有用于传送废气流的内部体积，其中所述电子束轴的至少一部分横越过所述气体管道的所述内部体积，所述电子束激励器进一步包括连接到电子源的参考电势源，用于在所述电子源建立参考电势；以及电子源，用于生成处于第二平均电子能级的第二浓度的电子，所述电子源包括具有内部体积的源腔，用于将第二浓度的电子保持在第二平均电子能态；包含在源腔内的电子发射材料，用于接收激励能量并发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；以及抽取器开口，用于为所述源腔创造路径；参考电势表面，所述参考电势表面靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势；连接到电子源的可变密度激励能量供应器，用于提供可变激励能量给所述电子源； 电子抽取器，用于从所述电子源抽取所述处于第二平均电子能级的第二浓度的电子， 并沿所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到所述第一平均电子能级，所述电子抽取器包括抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；所述抽取器电极包括第一电极部分，所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分； 第二电极部分，所述电子束的电子基本不可透过所述第二电极部分； 和电子束聚焦光学器件；电连接到所述电子抽取器的可变能态抽取器电压供应器，用于在所述电子抽取器上建立可变电抽取电荷；用于接收大量来自电子束的电子撞击并生成与所述电子撞击数量相关的电子流的电子收集器，包括收集器电极，用于接收收集器偏置电压和从电子束朝着收集器电极吸引电子； 电连接到所述电子收集器的可变能量收集器偏置电压供应器，用于在所述电子连接器上建立可变电偏置电荷；电连接到所述电子收集器和所述可变密度激励能量供应器之间的电子浓度控制器，用于接收电子流和基于所述电子流的量值调整提供给电子源的可变激励能量； 磁场源，用于建立与电子束轴共轴的磁场； 以及发射检测器，用于检测所述气体管道的内部体积中的光发射，所述光发射从所述电子束激励的粒子中发射。
101. 一种用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，包括 用于沿电子束轴生成电子束的电子束激励器，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第一浓度的电子，所述电子束激励器连接到气体管道，所述气体管道具有用于传送废气流的内部体积，其中所述电子束轴的至少一部分横越过所述气体管道的所述内部体积，所述电子束激励器进一步包括电连接到电子源的参考电势源，用于在所述电子源建立参考电势；以及电子源，用于生成处于第二平均电子能级的第二浓度的电子，所述电子源包括 具有内部体积的源腔，用于将第二浓度的电子保持在第二平均电子能态； 包含在源腔内的电子发射材料，用于接收激励能量并发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；以及抽取器开口，用于为所述源腔创造路径；参考电势表面，所述参考电势表面靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势；以及耦连到所述源腔和连接所述内部体积的气体口；连接到电子源的可变密度激励能量供应器，用于提供可变激励能量给所述电子源； 电子抽取器，用于从所述电子源抽取所述处于第二平均电子能级的第二浓度的电子， 并沿所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到所述第一平均电子能级，所述电子抽取器包括抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；所述抽取器电极包括第一电极部分，所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分； 第二电极部分，所述电子束的电子基本不可透过所述第二电极部分；和电子束聚焦光学器件；电连接到所述电子抽取器的可变能态抽取器电压供应器，用于在所述电子抽取器上建立可变电抽取电荷；用于接收大量来自电子束的电子撞击并生成与所述电子撞击数量相关的电子流的电子收集器，包括收集器电极，用于接收收集器偏置电压和从电子束朝着收集器电极吸引电子； 电连接到所述电子收集器的可变能量收集器偏置电压供应器，用于在所述电子连接器上建立可变电偏置电荷；压力感应器，用于感应所述气体管道内部体积中的压力和生成压力信息； 电连接到所述电子收集器和所述可变密度激励能量供应器之间的电子浓度控制器，用于接收电子流，所述电子浓度控制器进一步电连接到所述所述压力信息和所述可变激励能量供应器之间以接收压力信息和用于基于所述压力信息和所述电子流的量值调整提供给电子源的可变激励能量；磁场源，用于建立与电子束轴共轴的磁场； 以及发射检测器，用于检测所述气体管道的内部体积中的光发射，所述光发射从所述电子束激励的粒子中发射。
102.一种用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，包括 电子源，用于生成处于第二平均电子能级的第二浓度的电子；电子抽取器，用于从所述电子源抽取所述处于第二平均电子能级的第二浓度的电子， 并沿所述电子束轴加速所述第二浓度的电子到所述第一平均电子能级；以及电子收集器，用于接收大量来自电子束的电子撞击并生成与所述电子撞击数量相关的电子流。
103.根据权利要求102所述的用于激励气体流中的粒子的设备，，其特征在于，进一步包括电连接电子源的参考电势源，用于在电子源上建立参考电势； 连接电子源的可变密度激励能量，用于向电子源提供可变激励能量；电连接电子抽取器的可变能态抽取器供应器，用于在电子抽取器上建立可变电抽取电荷；及电连接电子收集器的可变能量收集器偏置电压供应器，用于在电子连接器上建立可变电偏置电荷。
104.根据权利要求103所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，所述电子源包括具有内部体积的源腔，用于将第二浓度的电子保持在第二平均电子能态；包含在源腔内的电子发射材料，用于接收激励能量并发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子；以及抽取器开口，用于为所述源腔创造路径。
105.根据权利要求104所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，所述电子源进一步包括参考电势表面，所述参考电势表面靠近所述源腔中处于第二平均电子能态的第二浓度的电子从而使得所述处于第二平均电子能态的第二浓度的电子呈现所述参考电势源的参考电势。
106.根据权利要求105所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，所述电子抽取器包括抽取器电极，用于接收抽取器电压和从电子源吸引处于第二平均电子能态的第二浓度的电子。
107.根据权利要求106所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，所述抽取器电极包括第一电极部分，所述电子束的电子基本可透过所述第一电极部分；第二电极部分，所述电子束的电子基本不可透过所述第二电极部分。
108.根据权利要求107所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子收集器和所述可变密度激励能量供应器之间的电子浓度控制器，用于接收电子流和基于所述电子流的量值调整提供给电子源的可变激励能量。
109.根据权利要求107所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，进一步包括压力感应器，用于感应所述气体管道内部体积中的压力和生成压力信息。
110.根据权利要求109所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，进一步包括电连接到所述电子收集器和所述可变密度激励能量供应器之间的电子浓度控制器，用于接收电子流，所述电子浓度控制器进一步电连接到所述所述压力信息和所述可变激励能量供应器之间以接收压力信息和用于基于所述压力信息和所述电子流的量值调整提供给电子源的可变激励能量。
111.根据权利要求110所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，进一步包括磁场源，用于建立与电子束轴共轴的磁场。
112.根据权利要求111所述的用于激励气体流中的粒子的设备，其特征在于，进一步包括发射检测器，用于检测所述气体管道的内部体积中的光发射，所述光发射从所述电子束激励的粒子中发射。
113.一种用于激励气体中粒子的方法，包括沿电子束轴生成电子束，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第一浓度的电子； 弓丨导电子束轴朝向气体管道的内部体积以从半导体反应器腔传送废气流；以及接收第一波长和第一强度的光发射。
114.根据权利要求113所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括将电子束的能态改变到第二平均电子能态；以及在第二波长接收光发射。
115.根据权利要求113所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括调节电子束中电子的密度到处于第一平均电子能态的第二浓度；以及接收第一发射波长和第二强度的光发射。
116.根据权利要求113所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括保持电子束中的电子密度恒定在第一电子浓度； 将电子束的能态改变到第二平均电子能态；以及接收第二波长和第二强度的光发射。
117.根据权利要求116所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括保持电子束中的电子能级恒定在第二平均电子能态； 将电子束中的电子密度调节到第二电子浓度；以及接收第二波长和第三强度的光发射。
118.根据权利要求113所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括监测电子束中电子密度。
119.根据权利要求118所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括在第一电子浓度验证电子束中电子密度。
120.根据权利要求117所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括在第二电子浓度监测电子束中电子的密度；以及将电子束中电子密度调节到第一电子浓度。
121.根据权利要求113所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括保持电子束中的电子能级恒定在第一平均电子能态；在第一平均电子能态将电子束中的电子密度调节到第二电子浓度；以及接收第一波长和第二强度的光发射。
122.—种用于激励气体中粒子的方法，包括生成电子束，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第一浓度的电子； 对着测试气流引导电子束，所述测试气流包括第一气体；且监测所述测试气体流用于光发射。
123.根据权利要求122所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括检测来自第一气体的第一发射波长的光发射，以及记录处于第一平均电子能态的第一气体的光发射概述(profile)，所述光发射概述包括第一发射波长。
124.根据权利要求122所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括检测来自第一气体的第一发射波长和第二发射波长的光发射，以及记录处于第一平均电子能态的第一气体的光发射概述，所述光发射概述包括第一发射波长和第二发射波长。
125.根据权利要求IM所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括改变电子束的能态到第二平均电子能态； 检测来自第一气体的第三发射波长的光发射，以及记录处于第二平均电子能态的第一气体的第二光发射概述，所述第二光发射概述包括第三发射波长。. 126.根据权利要求IM所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括改变电子束的能态到第二平均电子能态；检测来自第一气体的第三发射波长和第四发射波长的光发射，以及记录处于第二平均电子能态的第一气体的第二光发射概述，所述第二光发射概述包括第三发射波长和第四发射波长。
126.根据权利要求125所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括将所述第一光发射概述和第二光发射概述汇编到所述第一气体的唯一光谱标记。
127.根据权利要求125所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括终止包括第一气体的测试气体流； 提供第二测试气体流，所述第二测试气体流包括第二气体； 对着第二测试气流弓I导电子束且监测所述第二测试气体流用于光发射。
128.根据权利要求127所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括检测来自第二气体的第五发射波长的光发射，以及记录处于第五平均电子能态的第二气体的光发射概述，所述光发射概述包括第五发射波长。
129.根据权利要求127所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括检测来自第二气体的第五发射波长和第六发射波长的光发射，以及记录处于第一平均电子能态的第二气体的光发射概述，所述光发射概述包括第五发射波长和第六发射波长。
130.根据权利要求131所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括改变电子束的能态到第二平均电子能态；检测来自第二气体的第七发射波长的光发射，以及记录处于第二平均电子能态的第二气体的第二光发射概述，所述第二光发射概述包括第七发射波长。
131.根据权利要求1 所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括改变电子束的能态到第二平均电子能态；检测来自第二气体的第七发射波长和第八发射波长的光发射，以及记录处于第二平均电子能态的第二气体的第二光发射概述，所述第二光发射概述包括第七发射波长和第八发射波长。
132.根据权利要求125所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括将所述第一光发射概述和第二光发射概述汇编到所述第二气体的第二唯一光谱标记。
133.根据权利要求132所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括为来自测试气体流的气体的光发射概述建立资料库。
134.根据权利要求132所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括为来自测试气体流的气体的唯一光谱标记和第二唯一光谱标记建立资料库。
135.根据权利要求134所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括沿电子束轴生成第二电子束，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第二第一浓度的电子；弓丨导电子束轴朝向气体管道的内部体积以从半导体反应器腔传送废气流；以及接收第一发射波长的光发射；以及识别出现在废气流中的第一气体。
136.根据权利要求134所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括沿电子束轴生成第二电子束，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第二浓度的电子；弓丨导电子束轴朝向气体管道的内部体积以从半导体反应器腔传送废气流；以及接收第一发射波长和第二发射波长的光发射；以及识别出现在废气流中的第一气体。
137.根据权利要求1 所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括沿电子束轴生成第二电子束，所述电子束具有处于第二平均电子能级的第二浓度的电子；弓丨导电子束轴朝向气体管道的内部体积以从半导体反应器腔传送废气流；以及接收第三发射波长的光发射；以及识别出现在废气流中的第二气体。
138.根据权利要求131所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括沿电子束轴生成第二电子束，所述电子束具有处于第二平均电子能级的第二浓度的电子；弓丨导电子束轴朝向气体管道的内部体积以从半导体反应器腔传送废气流；以及接收第七发射波长和第八发射波长的光发射；以及识别出现在废气流中的第二气体。
139.根据权利要求135所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括接收多个发射波长的光发射；将接收到的光发射和光发射概述资料库进行比较；将一组发射波长和来自光发射概述资料库光发射概述进行匹配；以及从匹配的光发射概述识别出现的目标气体。
140.根据权利要求135所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括在第一电子能态接收多个发射波长的光发射； 在第二电子能态接收第二多个发射波长的第二光发射； 将接收到的光发射和第二接收到的光发射与唯一光谱特征的资料库进行比较； 将一组发射波长和来自唯一光谱特征的资料库的唯一光谱特征进行匹配；以及从匹配的唯一光谱特征识别出现的目标气体。
141.一种用于激励气体中粒子的方法，包括 提供第一激励能级给电子源；在电子源建立参考电势；提供第一抽取器电压给电子抽取器，其中所述第一抽取器电压大于参考电势； 基于所述第一激励能级、基于所述第一抽取器电压，沿电子束轴生成电子束，所述电子束具有处于第一电子能态的第一浓度的电子；弓丨导电子束轴朝向气体管道的内部体积以从半导体反应器腔传送废气流；以及监测用于光发射的所述废气流。
142.根据权利要求141所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括调节电子源的第一激励能级到第二激励能级；以及调节电子束中电子的密度到第二电子浓度。
143.根据权利要求141所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括改变给电子抽取器的第一抽取器电压到第二抽取器电压； 改变给电子束的能态到第二平均电子能态。
144.根据权利要求141所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括提供第一收集器偏置电压给电子收集器，其中，所述第一收集器偏置电压大于所述第一抽取器电压。
145.根据权利要求144所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括改变给电子抽取器的第一抽取器电压到第二抽取器电压；改变给电子收集器的第一收集器偏置电压到第二收集器偏置电压，其中所述第二收集器偏置电压大于所述第二抽取器电压。
146.根据权利要求141所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括激励废气流中的粒子以发射光；以及空间解析沿着废气流的光强到沿电子束的位置；以及其中监测用于光发射的所述废气流包括监测沿电子束的位置。
147.根据权利要求141所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括激励废气流中的粒子以发射光；以及空间解析沿着废气流的光强到电子束的下游位置；以及其中监测用于光发射的所述废气流包括监测电子束的下游位置。
148.根据权利要求144所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括终止给电子抽取器的第一抽取器电压； 终止给电子源的第一激励能级；以及改变给电子收集器的第一收集器偏置电压到第二收集器偏置电压，其中所述第二收集器偏置电压小于所述参考电势。
149.根据权利要求123所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于， 生成电子束进一步包括，所述电子束具有处于第一平均电子能级的第一浓度的电子 提供第一激励能级给电子源；在电子源建立参考电势；提供第一抽取器电压给电子抽取器，其中所述第一抽取器电压大于参考电势； 基于所述第一激励能级、基于所述第一抽取器电压，沿电子束轴生成电子束，所述电子束具有处于第一电子能态的第一浓度的电子；提供第一收集器偏置电压给电子收集器，其中，所述第一收集器偏置电压大于所述第一抽取器电压；测量来自电子收集器的第一电子流。
150.根据权利要求149所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，提供第一偏置收集器电压给电子收集器，其中所述第一偏置收集器电压大于所述抽取器电压，进一步包括调节电子源的第一激励能级到第二激励能级；以及测量来自所述电子收集器的零电子流；记录当第一平均电子能态时第二收集器偏置电压以用于从第一气体激励第一发射波长。
151.根据权利要求149所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括终止包括第一气体的测试气体流； 提供第一激励能级给电子源； 提供第二收集器偏置电压给电子收集器； 测量来自电子收集器的第二电子流； 提供第二收集器电压给所述电子收集器； 测量来自所述电子收集器的零电子流；调节所述给所述电子收集器的第二收集器偏置电压到第一收集器偏置电压； 提供废气流；监测用于光发射的废气流。
152.根据权利要求3所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括 热耦连到所述电子抽取器和所述参考电势源的加热器。
153.根据权利要求49所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括 热耦连到所述电子抽取器、所述参考电势源和所述电子收集器的加热器。
154.根据权利要求153所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括热耦连到所述电子抽取器、所述参考电势源和所述电子收集器中的一个的温度传感ο
155.根据权利要求IM所述的排气线路激励器，其特征在于，进一步包括 用于提供电能给所述加热器的加热器电源；以及用于从所述温度传感器接收温度信息并调节来自加热器电源的电能的温度调节器。
156.根据权利要求149所述的用于激励气体流中的粒子的方法，其特征在于，进一步包括接收用于光发射的发射光强度信息； 归一化所述发射光强度到电子流。
157.根据权利要求8所述的排气线路激励器，其特征在于，所述电子源是电晕放电型电子源，所述电子源进一步包括电连接到可变密度激励能量的电极，所述电极具有一个线端、点或窄片，用于发射处于第二平均电子能态的第二浓度的电子，其中所述可变激励能量供应器提供的可变激励能量是DC电压。
全文摘要
本发明涉及气体线路电子流激励器。所述电子束激励器通常包括用于在电子源腔中生成电子云的可变密度电子源，和用于将来自电子源腔的电子作为电子束加速成用于发射荧光的气体样本的可变能量电子激励器。电子束的电子能量是可通过调节越过可变能量电子抽取器可变控制的。所述变能量电子抽取器通过腔上的孔朝着该抽取器给电子供能。施加到电子源上的激励功率可独立于电子束的电子能量调节从而改变电子的电子密度而不改变电子束的电子的能级。
文档编号H01S3/09GK102203898SQ200980136544
公开日2011年9月28日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月17日
发明者P.L.·司德文·瑟班, 吉米·W·霍斯克, 安德鲁·威克斯·库尼, 肯尼斯·C·赫文, 马苏·J·郭克勒, 麦克·威伦 申请人:德克萨斯大学达拉斯分校, 真实仪器公司