(57)【要約】【課題】リアルタイムで正確なオゾンガスの測定を可能とする。【解決手段】オゾンガスが供給される処理炉１０内におけるオゾンガス濃度の測定装置であって、処理炉１０にレーザー光を照射する光源１１と、処理炉１０を透過したレーザー光を検出するセンサー部１２と、センサー部１２にて検出した光の強度が供給され演算によってオゾンガス濃度を算出する演算処理部１３と、を備える。演算処理部１３は、ランベルト＝ベールの法則に基づく演算によってオゾンガス濃度を算出する。また、演算処理部１３は処理炉へのレーザー光の強度の値に基づき、前記演算処理に供するオゾンガスの吸収係数を補正する【選択図】　図１
2004085407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理炉内に供給されたオゾンガスの濃度を測定するオゾンガス濃度測定方法であって、
処理炉にレーザー光を照射し、該処理炉を透過したレーザー光の強度の値に基づく演算によってオゾンガス濃度を測定すること
を特徴とするオゾンガス濃度測定方法。
【請求項２】
前記演算処理は、ランベルト＝ベールの法則に基づくことを特徴とする請求項１記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項３】
処理炉へのレーザー光の強度に基づきオゾンガスの吸収係数を補正し、この補正した値を前記演算に供すること
を特徴とする請求項２記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項４】
レーザー光の波長は、２００ｎｍ以上であること
を特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項５】
レーザー光は、パルス発振させること
を特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項６】
レーザー光の光子密度は、ランベルト＝ベールの法則が成り立つ範囲で設定すること
を特徴とする請求項１から５いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項７】
処理炉へのレーザー光の照射にあたり、レーザー光の照射角度を調節調整することにより、炉内のオゾンガス濃度測定位置を調整すること
請求項１から６いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項８】
処理炉へのレーザー光の照射にあたり、レーザー光を集光または散乱させることにより、炉内のオゾンガス濃度測定領域を調整すること
請求項１から７いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法。
【請求項９】
オゾンガスが供給される処理炉内におけるオゾンガス濃度の測定装置であって、
処理炉にレーザー光を照射する光源と、
処理炉を透過したレーザー光を検出するセンサー部と、
センサー部にて検出した光の強度が供給され演算によってオゾンガス濃度を算出する演算処理部と、を備えたこと
を特徴とするオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１０】
演算処理部は、ランベルト＝ベールの法則に基づく演算によってオゾンガス濃度を算出すること
を特徴とする請求項９記載のオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１１】
演算処理部は、処理炉へのレーザー光の強度の値に基づき、前記演算処理に供するオゾンガスの吸収係数を補正すること
を特徴とする請求項１０記載のオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１２】
光源は、波長が２００ｎｍ以上であるレーザー光を発すること
を特徴とする請求項９から１１いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１３】
光源は、パルス化したレーザー光を発すこと
を特徴とする請求項９から１２いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１４】
光源は、発したレーザー光の光子密度の調整が自在であること
を特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１５】
光源とセンサー部との間に、光源から発したレーザー光を供給する隙間間隔が自在のスリット部と、設置角度が自在なミラー部と、レーザー光を集光または散乱するためのレンズ部と、を備え、
処理炉内におけるオゾン濃度測定の位置及び領域の調節すること
を特徴とする請求項９から１４記載のオゾンガス濃度測定装置。
【請求項１６】
処理炉は、酸化処理、アッシング処理または金属表面処理のためにオゾンガスが供されるものであることを特徴とする請求項１から１５いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法及びその装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン濃度の空間分布を微細にその場で状態を乱さずに計測する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の半導体デバイスはＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：金属−酸化膜−半導体、電界効果トランジスタ）等のＭＯＳデバイスが構成因子になっている。シリコンＭＯＳデバイスのゲート酸化膜は回路の集積化及び高性能化の要求に伴い薄膜化が急速に進んでおり、２０１０年以降には、厚さ１ｎｍ以下まで達すると見込まれている。
【０００３】
現在のシリコン酸化方法は、ドライＯ２酸化、ウェットＯ２酸化が主流であるが、ＴＤＤＢ（ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）寿命が長く且つホットキャリア耐性の高いデバイス形成は容易ではない。また、酸化膜の薄膜化が進むにつれ、Ｓｉ基板と酸化膜の界面付近にできるシリコンサブオキサイド層（構造遷移層）の存在による品質劣化及び高温熱処理（例えば１０００℃）による熱劣化が問題となっていた。
【０００４】
以上の問題を解決するために、高濃度のオゾンを用いた酸化が検討されている。高濃度オゾンを生成する方法の一つとしては、特公平５−１７１６４号がある。この方法は、酸素とオゾンの低温（例えば９０Ｋ）での蒸気圧の差と利用して、オゾナイザーで発生した５〜１０％のオゾン含有ガスのうちオゾンのみ液体として分留するものである。オゾンは、Ｓｉ表面で衝突した際に分解して酸素分子より反応性の高い酸素ラジカルを発生するため、低温で高速に良質な酸化膜をえることが可能となっている（例えば西口他、第７回極薄シリコン研究会）。但し、高濃度オゾンは熱源に触れると、分解するという特徴を持っている。
【０００５】
オゾンの酸化力を最大限に導き出し且つ面内均一な酸化を実現するためには、加熱されたシリコン表面に到達する直前まで高濃度を維持したまま導くことが必要となる。これが任意の形状及びガスフローを持つ処理炉で実現されていくかどうかの確認を行うかどうかの確認を行うために、処理ウェハー表面近傍でのオゾン処理濃度空間分布を知ることが重要となる。
【０００６】
現在、オゾン濃度測定は、ランベルト＝ベールの法則に基づく紫外線光吸収光法が主に用いられている。オゾンは波長２５４ｎｍ付近の紫外線領域に極大吸収帯を持っている。紫外線吸収法は、光源から光学フィルタを通して得られる短波長紫外線を測定光として、オゾンによる吸光度を測定する方法である。オゾン濃度は、単位深さ当りのオゾン層に吸収される光子数はそこに存在するオゾン分子数に比例するというランベルト・ベールの法則に基づき、気体の状態方程式を適用することにより下記数式（１）で決定することができる（例えば特開平５−０４００８８号等）。
【０００７】
【数１】
2004085407.tif 000003
【０００８】
Ｃ：オゾン濃度〔％〕
Ｉ０：オゾン分解機でオゾンを除去した比較ガスを試料セルに導入したときのセル透過光の強度〔Ｊ〕（ゼロ位補正と光量補正を目的として測った値）
Ｉ：オゾンを含むガスを試料セルに導入したときのセル透過光の強度〔Ｊ〕
Ｔ：試料セルでのガス温度〔Ｋ〕
σ０：オゾンの吸収断面積〔ｃｍ２〕（例えば、島崎達夫：成層圏オゾン、東京大学出版会（１９７９））
Ｐ：試料セルの圧力〔Ｔｏｒｒ〕
Ｌ：光路長〔ｃｍ〕
環境大気では、この方法で得られたオゾン濃度が、中性ヨウ化カリウム水溶液を用いる吸光度法で得られた光化学オキシダント濃度と極めてよく一致する。このため、大気汚染の常時監視においては、この方法で得られたオゾン濃度をもって光化学オキシダント濃度としてよいこととなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のオゾン濃度計を用いて、被酸化試料近傍のオゾン濃度分布を計測するには図３のような配置が必要となる。図示されたように、オゾン濃度測定用の紫外光を直接処理炉４０内に照射すると、連続的にオゾンが光解離反応を起こし処理プロセスに影響がでるため、リアルタイムの測定は不可能である。そのため、濃度測定用に分析ガスを取り出すための別ラインを設けて、そこに光を照射し、濃度測定を行うことが必要となる。
【００１０】
そこで、オゾン濃度の空間分布分解能を高めようとすると、多数の試料セル（光路長Ｌ）を形成する必要があり、イニシャルコスト及びランニングコストがかかる。尚、図３において、処理炉４０に、試料セルが４つ設けられている。
【００１１】
また、高濃度オゾンの分解性の高さにより、試料セルにオゾンを導入する過程で濃度の低下が起きる可能性がある。それを起こさないようにするためには、試料セルの水冷などにより分析位置より上流側でのオゾンの分解を抑える工夫が必要となる。
【００１２】
さらに、熱源（例えば処理基板がサセプターなどにより加熱されている場合）の温度が急激に変化した場合の周囲にいるオゾン濃度の瞬間的な変化などは、試料セルにオゾンが導入されるまでの有限な時間により、追いきれないあるいはラグタイムが生じてしまう可能性が高い。また、酸化炉の圧力と試料セルの圧力が異なる場合（減圧プロセスの場合、ガスを下流側へ導くため試料セルの圧力の方が必然的に低くなる）、濃度を導出するには試料セルでの圧力もモニターする必要が出てくる。
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、その目的は、リアルタイムで正確なオゾンガスの測定が可能であるオゾンガス濃度測定方法及びその装置の提供にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の本発明は、被酸化処理物を格納した処理炉に供給されたオゾンガスの濃度を測定するオゾンガス濃度測定方法であって、
処理炉にレーザー光を照射し、該処理炉を透過したレーザー光の強度の値に基づく演算によってオゾンガス濃度を測定することを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のオゾンガス濃度測定方法において、前記演算処理は、ランベルト＝ベールの法則に基づくことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の本発明は、請求項２記載のオゾンガス濃度測定方法において、処理炉へのレーザー光の強度に基づきオゾンガスの吸収係数を補正し、この補正した値を前記演算に供することを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の本発明は、請求項１から３いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法において、レーザー光の波長は、２００ｎｍ以上であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の本発明は、請求項１から４いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法において、レーザー光は、パルス発振させることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の本発明は、請求項１から５いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法において、レーザー光の光子密度は、ランベルト＝ベールの法則が成り立つ範囲で設定することを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の本発明は、請求項１から６いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法において、処理炉へのレーザー光の照射にあたり、レーザー光の照射角度を調節調整することにより、炉内のオゾンガス濃度測定位置を調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の本発明は、請求項１から７いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法において、処理炉へのレーザー光の照射にあたり、レーザー光を集光または散乱させることにより、炉内のオゾンガス濃度測定領域を調整することを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の本発明は、被酸化処理物を格納した処理炉内に供給されたオゾンガスの濃度を測定するオゾンガス濃度測定装置であって、
処理炉にレーザー光を照射する光源と、
処理炉を透過したレーザー光を検出するセンサー部と、
センサー部にて検出した光の強度が供給され演算によってオゾンガス濃度を算出する演算処理部と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１０記載の本発明は、請求項９記載のオゾンガス濃度測定装置において、演算処理部は、ランベルト＝ベールの法則に基づく演算によってオゾンガス濃度を算出することを特徴とする。
【００２５】
請求項１１記載の本発明は、請求項１０記載のオゾンガス濃度測定装置において、
演算処理部は、処理炉へのレーザー光の強度の値に基づき、前記演算処理に供するオゾンガスの吸収係数を補正することを特徴とする。
【００２６】
請求項１２記載の本発明は、請求項９から１１いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定装置において、光源は、波長が２００ｎｍ以上であるレーザー光を発することを特徴とする。
【００２７】
請求項１３記載の本発明は、請求項９から１２いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定装置において、光源は、パルス化したレーザー光を発すことを特徴とする。
【００２８】
請求項１４記載の本発明は、請求項９から１３いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定装置において、光源は、発したレーザー光の光子密度の調整が自在であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１５記載の本発明は、請求項９から１４記載のオゾンガス濃度測定装置において、光源とセンサー部との間に、光源から発したレーザー光を供給する隙間間隔が自在のスリット部と、設置角度が自在なミラー部と、レーザー光を集光または散乱するためのレンズ部と、を備え、処理炉内におけるオゾン濃度測定の位置及び領域の調節することを特徴とする。
【００３０】
請求項１６記載の発明は、請求項１から１５いずれか１項記載のオゾンガス濃度測定方法及びその装置において、処理炉は、酸化処理、アッシング処理または金属表面処理のためにオゾンガスが供されるものであることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面に基づき説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態例を示した概略構成図である。
【００３３】
本実施形態に係るオゾン濃度測定装置は、光源１１と、センサー部１２と、演算処理部１３とを備え、例えばオゾンガスが供給され該ガスによってその表面が酸化処理される被処理物（例えば、ウェハー基板）１００を格納した処理炉１０に具備される。
【００３４】
処理炉１０は、オゾンガスを導入するための経路１０１と、導入したオゾンガスを排出するための経路１０２とを具備している。炉１０内に格納された被処理物は、図示省略されたサセプターによって取り外し可能に設置されている。また、本実施形態において、処理炉１０は、炉内圧力を監視するための圧力計１０３を付帯している。処理炉１０を構成する材料は、オゾンガスを吸収しない材料が採用される。当該材料としては、石英製のものがある。石英製の材料は、既知のものでよい。
【００３５】
光源１１は、処理炉１０内のオゾンガス濃度測定を行うための光源で、一定波長（望ましくは２００ｎｍ以上）のレーザー光を発する。光源１１としては、パルスレーザー光を発振するレーザーが用いられる。尚、連続発振のレーザーを用いる場合であっても、チョッパまたはＱスイッチング法などよりパルス発振機能を備えさせるとよい。このとき、レーザーのパルス毎の発信時間は濃度データ集積のためのレーザー繰り返し間隔（総レーザー照射時間）に比べ充分短く設定するとよい。
【００３６】
かかる構成の光源によれば、オゾン濃度測定用のレーザー光の照射時間が全プロセス時間に比べて十分短くできるので、オゾン処理プロセスを行いつつリアルタイムで濃度測定が可能となる。
【００３７】
パルス発振型レーザーとしては、例えば、エキシマレーザー等がある。エキシマレーザーを用いた場合、例えば、パルス当たりの発振時間は、１０ｎｓ程度であり、１００Ｈｚで照射してデータ集積を（Ｉ／Ｉ０のＳ／Ｎ比を向上させるため）を行った場合でも、オゾンが光吸収反応を起こしている時間は全プロセス時間の０．０００１％であり、これによる影響は無視できる。
【００３８】
また、処理炉１０内におけるオゾンガスの濃度分析位置及び測定領域の調整は、レーザー光を照射する位置及び領域を任意に調節することで可能である。そのために、光源１１と処理炉１０との間に、隙間間隔調整自在のスリット部１１１と、設置角度自在のミラー部１１２，１１３、そしてレーザー光を集光または散乱する単数または複数のレンズ部１１４が適宜着脱可能に設置される。尚、スリット部１１１、ミラー部１１２，１１３及びレンズ部１１４は、図示省略された制御手段によって動作制御される。
【００３９】
センサー部１２は、処理炉１０を透過したレーザー光を検出する。図示省略されているが、センサー部１２は、検出した光の強度を電気信号に変換するたの変換器や該電気信号をさらに増幅させるための増幅器を適宜具備している。ここでは、オゾンを流通させない時のレーザー光の強度がＩ０として、オゾンを流通させない時のレーザー光の強度がＩとして検出される（図１）。
【００４０】
演算処理部１３は、センサー部１２から供給された検出信号からランベルト＝ベールに基づく下記数式（２）の演算によって、処理炉１０内におけるレーザー光が照射された領域のオゾン濃度Ｃを算出する。
【００４１】
【数２】
2004085407.tif 000004
【００４２】
Ｃ：オゾン濃度〔％〕
Ｉ０：処理炉１０にオゾン分解機でオゾンを除去したガスを導入したときのレーザー光の透過光強度〔Ｊ〕（ゼロ位補正と光量補正を目的として測った値）Ｉ：処理炉１０にオゾンを含むガスを流した時のレーザー光の透過光強度〔Ｊ〕
Ｔ：処理炉１０でのガス温度〔Ｋ〕
σ：オゾンの吸収断面積〔ｃｍ２〕
Ｐ：処理炉１０の圧力〔Ｔｏｒｒ〕
Ｌ：光路長〔ｃｍ〕
算出されたオゾン濃度は図示省略された表示器によって外部出力される。このとき、処理炉１０の断面形状が円である場合などのように、照射領域により光路が変わる場合でも、任意の場所でのオゾン濃度は演算式（２）によって算出される。尚、前述のように処理炉１０の材質は一般に石英であるので、２００ｎｍ以下の波長をもつレーザー光を用いない限り、処理炉１０表面での光吸収は無視できる。
【００４３】
また、最終積分時間で十分なＳ／Ｎ比を持つＩ／Ｉ０比を得るには、レーザー光を最適化するだけでなく、照射するレーザー光の波長を変えることによっても実現できる。そして、このことにより、オゾン濃度の測定時間は短縮化される。
【００４４】
すなわち、処理炉１０の径が小さい、つまりレーザー光の光路が短く、炉内のオゾン分圧が高いことが予想される場合、Ｉ０とＩの差を大きくするために、吸収係数の大きい２５０ｎｍ付近の波長を持つレーザー光を用いればよい。このとき、当該波長のレーザー光を発する光源としては、例えばＫｒＦエキシマレーザー（例えば、発振波長が約２５４ｎｍ）等が採用される。一方、処理炉１０の径が大きく、つまりレーザー光の光路が長く、炉内のオゾン圧力が高い場合、Ｉが小さくなり過ぎないように、吸収係数が適当なものである光源が採用される。このとき、光源１１としては、例えばＸｅＣｌエキシマレーザー（例えば発振波長が約３０８ｎｍ）等が採用される。このような光源を用いることで、最小積分回数で十分なＳＮ比をもつＩ／Ｉ０比が得られ、オゾン濃度の測定時間が短縮化される。
【００４５】
また、演算処理部１３は、レーザー光の強度によらず媒質の吸収係数を補正してやることにより、ランベルト＝ベールの法則を常に成立させている。すなわち、オゾンガスの吸収係数（数式（２）におけるσ）の修正を実行することで、既知のＴ、Ｐ、Ｌ、Ｊ及び測定値のｌｎ（Ｉ／Ｉ０）からオゾン濃度（Ｃ）を求める。これにより、レーザー光の強度や濃度測定媒質（光路長や圧力）に依らず、オゾン濃度が１：１に求まる。下記数式（３）及び数式（４）は、吸収係数の補正を行うための演算式を示す。数式３及び後述の図２（ｂ）にあるように、オゾンの吸収係数はレーザー光の強度により変化する。例えば、ＫｒＦパルスレーザー光を用いた場合、レーザー光の強度が弱い時（１０ｍＪ／ｃｍ２以下）は図２（ｂ）に示すように、同じ媒質を通した時でも透過率（Ｉ／Ｉ０）は低いが、強度を十分高くすると（例えば１Ｊ／ｃｍ２以上）、吸収係数が下がるためレーザー光はほとんど透過する。これを利用して、Ｉ／Ｉ０を最小の積算で最大の精度を得るよう光路長（Ｌ）、予想されるオゾン分圧（Ｐ）に応じて照射光のレーザー光強度を選べばよい。それぞれの入射強度に応じたσを式３から導出し、σ０の代わりに用いることで、オゾン濃度（Ｃ）を導き出せる。
【００４６】
【数３】
2004085407.tif 000005
【００４７】
【数４】
2004085407.tif 000006
【００４８】
Ｊ：入射レーザー光の光子密度〔Ｊ／ｃｍ２〕
Ｊｓａｔ：飽和レーザー光強度〔Ｊ／ｃｍ２〕
ｈ：プランク定数
ν０：レーザー光の波数
Ｐ：処理炉１０の圧力〔Ｔｏｒｒ〕
Ｃ：オゾン濃度〔％〕
Ｌ：光路長〔ｃｍ〕
Ｔ：処理炉１０でのガス温度〔Ｋ〕
このようにして、本実施形態のオゾン濃度測定方法及びその装置によれば、リアルタイムで、オゾンガスが滞留した任意の領域でのオゾンの測定が可能となる。
【００４９】
そして、かかる吸収係数の修正によって、レーザー光を用いた場合に、任意の光路長（Ｌ）、オゾン圧力（Ｐ）を持つ処理炉内のオゾン濃度が正確に測れることが、以下の実施例で確認された。
【００５０】
図２（ａ）は、当該実施例の概略図である。
【００５１】
本実施例に係る測定システムは、実施形態１のオゾン濃度測定システムに、高純度オゾンビーム装置１０４を備えている。当該システムにおいて、高純度オゾンビーム発生装置１０４は、本発明者の特公平５−１７１６４号に開示したオゾンガス供給装置で、経路１０１を介して処理炉１０と接続されている。高純度オゾンガス発生装置１０４で製造した１００％濃度のオゾンガスは、処理炉１０のガス排出側に経路１０２を介して接続した排出用ポンプ１０３によって処理炉１０内に導入している。経路１０１，１０２はステンレス管からなるものを、処理炉１０は石英製の材料からなるものを採用した。このとき、経路１０１，１０２及び処理炉１０においてオゾンガスと接触する表面は、予め不動態化処理を施した。光源１１は、ＫｒＦエキシマパルスレーザー（波長＝２４８ｎｍ、発振時間＝１０ｎｓ）を採用した。処理炉１０内の雰囲気は、室温に設定した。
【００５２】
そして、高純度オゾンビーム発生装置１０４で発生させた１００％濃度のオゾンガスを処理炉１０に全圧（Ｐ）（１Ｔｏｒｒ，３Ｔｏｒｒ）で満たし、光路長（Ｌ）を４ｃｍ，１０ｃｍにして、ＫｒＦパルスレーザーを照射したと時の透過率を測定した。
【００５３】
一方、演算式（１）において、Ｃに１００を、Ｔに３００（室温）、σ０に１３０（２４８ｎｍの光に対する吸収係数）を入力して、算出される透過率（Ｉ／Ｉ０、単位は％）を、実測値と比較した。
【００５４】
図２（ｂ）は、当該実施例による測定結果を示したもので、レーザー光透過強度と透過率（％）との関係を示した特性図である。当該測定結果によると、透過率の実測値と理論値はほぼ一致することが確認された。入射レーザー光強度を上げていくと、オゾンの吸収係数が数式（３）に従い減少するため、同じオゾン圧力及び光路を持つ媒質を通した場合でもレーザー光は増大することが確認できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、リアルタイムで正確なオゾンガスの測定ができる。すなわち、本発明は、パルス性のレーザー光を発してオゾン濃度分析を実行することで、濃度分析時間（レーザー光照射時間）を全オゾン処理時間に比べ十分短くでき、オゾンガス分析に伴うオゾンガスの分解を最小限に抑えることができるので、リアルタイムでオゾン濃度の測定が可能となる。そして、このことにより、急激なオゾン濃度変化にも対応できる。
【００５６】
また、リアルタイムの測定ができるので、処理炉内のある部分が局所的に温度は急上昇した場合などの過渡的なオゾン濃度分布の変化なども分析が可能となる。
【００５７】
さらに、処理炉の大きさ（光路）、オゾン濃度に応じて２００ｎｍ以上の長波長側の最適なレーザー光を用いることで、濃度データ集積時間を最短且つ高い精度を得ることができる。すなわち、ダイナミックレンジが広い測定が可能となる。
【００５８】
また、レーザー光を用いた場合でも、レーザー光の光子密度を一定の値に調整しているので、文献値の吸収係数をそのまま用いて濃度を導き出すことができる。このとき、測定位置および測定領域は、レーザー光をミラー部、レンズ部、スリット部等で任意に調整することで、任意に自在となる。このことは、オゾンガス濃度測定装置のイニシャルコスト及びランニングコストの削減に繋がる。
【００５９】
さらに、行路及びオゾン濃度に応じて照射するレーザー光の光子密度を変えることで、吸収係数の調整が可能となり、データ集積時間を最短に且つ高い精度（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。つまり、ある波長のレーザー光だけを分析に用いた場合でも、レーザー光の光子密度を調整することにより分析ができ、ダイナミックレンジが広がる。
【００６０】
尚、通常半導体のプロセスに用いられる酸化炉は石英製であるが、本発明は、波長２００ｎｍ以上のレーザー光を透過させる素材を用いたオゾン処理炉であれば適用が可能であるので、被処理物は半導体材料に限定されず、任意のオゾン処理炉において、例えば、酸化処理、アッシング処理または金属表面処理（例えば、ステンレス不動態処理等）等のためにオゾンガスが供される処理炉において、適用でき且つ有効な手段となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例を示した概略構成図。
【図２】（ａ）実験装置の概略構成図、（ｂ）レーザー光透過強度と透過率（％）との関係を示した特性図。
【図３】従来例の概略構成図。
【符号の説明】
１０…処理炉
１１…光源
１２…センサー部
１３…演算処理部
１１１…スリット部
１１２，１１３…ミラー部
１１４…レンズ部
【図１】
2004085407.tif 000007
【図２】
2004085407.tif 000008
【図３】
2004085407.tif 000009