以下、本発明の好適な実施の形態につい� ��、図面を参照しつつ説明する。

<第1実施形態>
 ここでは、本発明に係る表面処理装置の第1 実施形態に関して説明する。図1は、本発明� �実施形態に係る表面処理装置の主要部の概� �構成図であり、図2は、図1の反応器の断面模 式図である。

 図1において、表面処理装置100は、希釈ガ ス供給装置1と、フッ素ガス供給装置2と、希� ��ガス供給装置1に配管を介して接続されてい るマスフローコントローラー(第1流量調整手� ��)3aと、フッ素ガス供給装置2に配管を介して 接続されているマスフローコントローラー(� �2流量調整手段)3bと、マスフローコントロー� ��ー3a、3bとにそれぞれ配管を介して接続され ているエジェクター4と、エジェクター4と配� ��を介して接続され、エジェクター4の下流側 に設けられている混合器5と、混合器5から供� ��される混合ガスによって被処理物を処理す� ��反応器6と、反応器6から導かれたガスに含� �れているフッ素ガス及びフッ化水素ガスを� �害する除害装置7とを備えているものであり� ��マスフローコントローラー3aとエジェクタ� �4との間には加熱器(加熱手段)8がさらに設け� ��れている。また、マスフローコントローラ� ��3aの上流側及び下流側にはそれぞれ圧力計9� ��10が設けられており、圧力計9のさらに上流� ��は圧力調節用バルブ11と、圧力緩衝用タン� �12とが設けられている。そして、混合器5と� �応器6とに連通している第2連通管16と、第2連 通管16の途中に設けられているガス導入弁17� �、第2連通管16の途中から分岐して設けられ� �いる第1連通管13と、第1連通管13の途中に設� �られている背圧弁14及びガス放出弁15とがさ� ��に備えられている。

 希釈ガス供給装置1は、フッ素ガスを希釈 する不活性ガス等のガスを供給する装置であ る。希釈ガスとしては、例えば、窒素ガス、 酸素ガス、アルゴンガス等が挙げられるが、 これらのガスに限定されるものではない。

 フッ素ガス供給装置2は、フッ素ガスを供 給するものであり、例えば、図示しないフッ 化水素供給装置等からフッ化水素を供給して 電気分解し、フッ素ガスを発生させるフッ素 ガス発生装置や、フッ素ガスが充填されたガ スボンベ等が挙げられる。

 マスフローコントローラー(第1流量調整� �段、第2流量調整手段)3a、3bは、気体の質量� �量を電気信号にて正確に制御するものであ� �。これにより、温度・供給圧力の影響を受� �ることなく、より正確かつ安定に希釈ガス� �びフッ素ガス流量の制御が可能なものとな� �。マスフローコントローラー3a、3bは、流量� ��御するために本体の出入り口ガス圧力差が0 .05~0.10MPa必要である。この圧力差がないと、� ��スフローコントローラー3a、3b内部の圧力損 失のために正確な流量制御が出来なくなる。 その為にマスフローコントローラー3a、3bを� �由して供給する希釈ガス及びフッ素ガスは� �マスフローコントローラー3a、3bよりも下流� ��に設けられている反応器6の処理圧力(例え� �、大気圧)と、マスフローコントローラー3a� �3bの圧力損失(例えば、0.05~0.10MPa)と供給源で� ��る希釈ガス供給装置1又はフッ素ガス供給装 置2から必要量の希釈ガス又はフッ素ガスを� �し出すために必要な差圧(例えば、0.05~0.10MPa) とを合計した圧力以上の入り口圧力(例えば� �大気圧+0.10~0.20MPa)が発生していないと正常な 希釈ガス又はフッ素ガスの供給が出来ないこ とになる。そこで、エジェクター4とマスフ� �ーコントローラー3a、3bを組み合わせると、� ��ジェクター4の吸引能力によってマスフロー コントローラー3a、3bの出口圧力を低下する� �とが出来、(この時、反応器6の圧力は影響し ないため)結果としてマスフローコントロー� �ー3a、3b入り口の駆動に必要な圧力も低減さ� ��ることができる。その為に、フッ素ガスの� ��持・供給圧力もエジェクターの能力分だけ� ��減することができる。フッ素ガスは反応性� ��高いガスであり、保持圧力を低減すること� ��できると、その分だけ腐食やガス漏れの危� ��性を低減することができる。

 エジェクター4は、流速を速くすることに より減圧状態として気体を引き込むための器 具であり、希釈ガスを駆動源としてフッ素ガ スを確実に引き込むことができ、引き込んだ ガスは混合器5へと導かれる。ここで、エジ� �クター4の代わりに、例えば、バキュームジ� ��ネレーター等を用いてもよい。このエジェ� ��ター4を備えていることによって、フッ素ガ ス供給装置2の圧力上限は200kPa以下からでも� �題なくフッ素ガスを供給でき、下限は-65kPa(G )まで使用可能である。

 混合器5は、エジェクター4によって引き� �まれた希釈ガス及びフッ素ガスを混合して� �反応器6へ導くものである。なお、エジェク� ��ー4において、希釈ガスを駆動源として、フ ッ素ガスが引き込まれることによっても混合 ガスを生成することができる。

 反応器6は、希釈ガス及びフッ素ガスの混 合ガスを受け入れて、被処理物の表面処理、 改質を行うものである。ここで、図2を用い� �詳細に説明すると、反応器6は、混合ガス供� ��口18と混合ガス排出口19とを有するものであ り、反応器6内には、板状部材20と、被処理物 21と、可動部材22とが配置されている。また� �反応器6に並設して加熱室23が設けられてい� �。

 板状部材20は、反応器6内において、混合� ��ス供給口18と被処理物21との間に、供給され たガスを遮るようにして立設されているもの である。なお、板状部材20は、可動部材22に� �けられているものでもよく取り外し可能な� �のでもよい。この板状部材20によって、反応 器6内の混合ガス供給口18の近辺において、混 合ガスが被処理物21へ直接接触しにくくなり� ��処理ムラや不適処理が生じることを抑止で� ��る。

 可動部材22は、被処理物21を反応器6内又� �反応器6外へ移動させることができるもので� ��り、フッ素ガスに対する耐食性を有する金� ��材、例えばステンレス鋼等を用いたメッシ� ��又はパンチングメタルが用いられているも� ��が好ましい。また、可動部材22には、車輪� �取り付けられているが、一変形例として、� �輪などが取り付けられていないものを用い� �もよい。また、他の変形例として、上記金� �材としてメッシュ又はパンチングメタルと� �属フレームと車輪とを有しているものでも� �い。

 加熱室23は、被処理物21と混合ガスとを接 触させる前に、予め被処理物21を加熱するた� ��に設けられているものである。ここで、被� ��理物21は加熱された状態で混合ガスと接触� �て処理されることが好ましいため、加熱室23 から反応器6へ被処理物21を早く移送すること が好ましい。そこで、加熱室23は反応器6の近 辺に設けられているものであることが好まし く、加熱室23と反応器6とが連通しているもの でもよい。ここで、一変形例として、加熱室 23と反応器6とが隣接して設けられているもの や、反応器6内に加熱室23が設けられているも のを用いてもよい。

 除害装置7は、反応器6の表面処理におい� �被処理物21の表面から生じたフッ化水素ガス 及びフッ素ガス等を除去して、ガスを無害化 するものである。除害装置7においてフッ素� �ス及びフッ化水素ガスの除害されたガスは� �表面処理装置100外へ排出される。なお、フ� �素ガス及びフッ化水素ガスを除去するため� �例えば、ソーダ石灰等が充填されているも� �を用いてもよい。

 加熱器(加熱手段)8は、希釈ガス供給装置1 とエジェクター4とを接続している配管の途� �に設けられているものであり、希釈ガス供� �装置1から供給された希釈ガスを加熱するも� ��である。なお、希釈ガスの加熱は希釈ガス� ��フッ素ガスとが混合される前に行われる。� ��熱器(加熱手段)8として、例えば、ヒーター� ��を用いることができる。

 圧力計9は、マスフローコントローラー3a� ��上流側の圧力を測定するものであり、マス� ��ローコントローラー3aの上流側に設けられ� �いる。圧力計10は、マスフローコントローラ ー3aの下流側の圧力を測定するものであり、� ��スフローコントローラー3aの下流側に設け� �れている。

 圧力調節用バルブ11は、圧力計9の圧力値� ��圧力計10の圧力値との差に対応して、マス� �ローコントローラー3aに一定の駆動差圧をか けるものであり、希釈ガス供給装置1と圧力� �衝用タンク12との間に配管を介して設けられ ている。これにより、圧力調節用バルブ11に� ��、エジェクター4から下流側にかかる圧力の 最大値、エジェクター4の駆動差圧、マスフ� �ーコントローラー3aの駆動差圧、表面処理装 置100を構成している各要素の圧力損失値の和 以上の圧力で、希釈ガスを供給することがで きる。また、希釈ガス(流量)をマスフローコ� ��トローラー3aによって固定して供給する場� �、エジェクター4の上流側及び下流側には差� ��が発生しておらず、希釈ガスを供給した場� ��にのみ圧力が発生する。このため、希釈ガ� ��供給前のマスフローコントローラー3aの上� �側及び下流側の差圧が駆動差圧を超えるこ� �が多く、マスフローコントローラー3aに設け られているバルブ(図示せず)が閉じてしまい� ��希釈ガスが供給できなくなる場合がある。� ��の場合、圧力調節用バルブ11によって、希� �ガス流量を調整して、マスフローコントロ� �ラー3aの上流側及び下流側に一定の駆動差圧 をかけて希釈ガスを供給することができる。

 ここで、マスフローコントローラー3aに� �けられているバルブと圧力調節用バルブ11と のハンチングの現象を詳細に説明する。希釈 ガス流量が少ないとき、マスフローコントロ ーラー3aに設けられているバルブが開かれ、� ��量が増加する一方で、駆動差圧が低下する� ��これにより、圧力確保のため圧力調節用バ� ��ブ11が開かれ、圧力が増加するが、希釈ガ� �流量が設定値を超えてマスフローコントロ� �ラー3aに設けられているバルブ(図示せず)が� ��じられる。そうすると、駆動差圧が高くな� ��、圧力調節用バルブ11が閉められる。その� �果、駆動差圧は低下するが、希釈ガス流量� �あわせて低下することとなる。

 圧力緩衝用タンク12は、圧力調節用バル� �11と圧力計9との間に配管を介して設けられ� �おり、希釈ガス供給装置1から供給された希� ��ガスを貯留することができるものであり、� ��えば、設定流量、配管系、供給圧力、選定� ��た機器の応答速度の組み合わせ等によって� ��マスフローコントローラー3aに設けられて� �る図示しないバルブと圧力調節用バルブ11と がハンチングを引き起こした際、希釈ガスの 流量精度が低下することを抑止することがで きるものである。この圧力緩衝用タンク12に� ��って、マスフローコントローラー3aに設け� �れている図示しないバルブと圧力調節用バ� �ブ11との相互影響が緩和されて、希釈ガスの 流量精度をさらに向上させることができる。

 第1連通管13は、エジェクター4によって引 き込まれ混合器を通過した希釈ガス、又は希 釈ガス及びフッ素ガスが通過する管であり、 第2連通管16に分岐して設けられているもので ある。また、第1連通管13の途中において、背 圧弁14と、背圧弁14のさらに下流側にガス放� �弁15とが設けられている。そして、第1連通� �13において、ガス放出弁15のさらに下流側は� ��除害装置7へと導かれている。

 背圧弁14は、弁を通過する流体(弁を通過� ��る前の流体)の圧力を一定に保つための弁で あり、背圧弁14によって圧力が調整されたガ� ��は、ガス放出弁15を通過して除害装置7へ導� ��れる。エジェクター4によって引き込まれ混 合器5を通過した希釈ガス及び/又はフッ素ガ� ��は背圧弁14によって圧力が一定に調整され� �。ここで、背圧弁14の設定圧力値は、好まし くは、マスフローコントローラー3aによって� ��定した希釈ガスの流量を反応器6へ導入した ときのエジェクター4の下流側の圧力安定値� �あらかじめ測定しておいた値である。この� �を設定すれば、反応器6へ混合ガスを供給す� ��際に、供給開始直後から、流量及び濃度が� ��定に管理された混合ガスを反応器6へ供給す ることができる。また、さらに好ましくは、 混合ガスの設定流量を反応器6へ導入したと� �のエジェクター4の下流側の圧力安定値をあ� ��かじめ測定しておいた値である。この値を� ��定すれば、流量及び濃度の管理精度をさら� ��向上させることができる。

 なお、フッ素ガス供給装置2から供給され るフッ素ガス流量は少ないため、背圧弁14に� ��る圧力の調整は、希釈ガスの圧力の調整が� ��となる。このため、背圧弁14を、混合器5よ� ��も上流の配管に設けてもよい。例えば、背� ��弁14を、加熱器8とエジェクター4とを接続し た配管やエジェクター4と混合器5とを接続し� ��配管に設けてもよい。

 ガス放出弁15は、希釈ガスの流量が安定� �るまで開かれており、希釈ガスの流量が安� �すると閉じられるものである。これは、エ� �ェクター4に十分な真空を発生させるために� ��動差圧が必要とされ、希釈ガスが供給され� ��直後は、駆動差圧まで昇圧が徐々に起こる� ��で、希釈ガスの流量が安定するまでに時間� ��要するからである。なお、フッ素ガスは、� ��ッ素ガス供給装置2において圧力変動が小さ いため、供給を開始すると、瞬時に流量が安 定する。ガス放出弁15が開かれているときは� ��希釈ガス及び/又は混合ガスは、除害装置7� �と導かれる。一方、ガス放出弁15が閉じられ ているときは、希釈ガス及び/又は混合ガス� �、第2連通管16を通過して反応器6へと導かれ� ��。

 第2連通管16は、希釈ガスの流量が安定し� ��後に、希釈ガス及びフッ素ガスを反応器6へ と導く管である。

 ガス導入弁17は、希釈ガスの流量が安定� �て、十分な真空度が得られた後に開かれる� �ので、ガス放出弁15が閉じられると同時に開 かれる。なお、希釈ガスの流量が安定するま では、閉じられている。

 ガス放出弁15及びガス導入弁17は、希釈ガ スの流量が安定してエジェクター4に十分な� �空度が得られると、瞬時に、ガス放出弁15が 閉じられてガス導入弁17が開かれ、希釈ガス� ��びフッ素ガスは、第1連通管13から第2連通管 16へと経路を変えて、反応器6へ導かれる。こ のとき、ガス放出弁15とガス導入弁17との切� �替えは瞬時に行われるので、希釈ガスおよ� �フッ素ガスの流量や真空度の乱れは極めて� �さい。なお、フッ素ガス供給装置2において� ��、圧力変動が小さいため、供給を開始する� ��、瞬時にフッ素ガスの流量が安定する。従� ��て、ガス放出弁15とガス導入弁17との切り替 えと同時にフッ素ガスの供給を開始すること が好ましい。この場合、背圧弁14に、マスフ� ��ーコントローラー3aによって設定した希釈� �スの流量を反応器6へ導入したときのエジェ� ��ター4の下流側の圧力安定値をあらかじめ測 定しておいたものを、設定しておくことが好 ましい。また、最初に希釈ガスのみを供給し て、ガス放出弁15とガス導入弁17との切り替� �を行う前にフッ素ガスを供給し、流量及び� �度が一定に管理された混合ガスを第1連通管1 3から放出し、その後、ガス放出弁15を閉じる とともにガス導入弁17を開いてもよい。この� ��うにすると、流量及び濃度の精度がさらに� ��く管理された混合ガスを反応器6へ供給する ことができる。この場合、背圧弁14に、混合� ��スの設定流量を反応器6へ導入したときのエ ジェクター4の下流側の圧力安定値をあらか� �め測定しておいたものを、設定しておくこ� �が好ましい。

 次に、表面処理装置100の作動について説� ��する。希釈ガス供給装置1から供給された希 釈ガスは、圧力調節用バルブ11が開かれてい� ��と、圧力調節用バルブ11を通過して圧力緩� �用タンク12へと導かれる。そして、一部の希 釈ガスが、圧力緩衝用タンク12に貯留され、� ��の他の希釈ガスは、圧力計9を介して、マス フローコントローラー3aへと導かれる。マス� ��ローコントローラー3aでは、質量流量が制� �され、流量の調整された希釈ガスが、圧力� �10を介して、加熱器8へと導かれる。

 ここで、圧力調節用バルブ11が開かれて� �るときとは、マスフローコントローラー3aの 上流側の圧力計9と下流側の圧力計10との圧力 値の差が低い場合、すなわち、マスフローコ ントローラー3aの駆動差圧が生じていない場� ��である。一方、圧力調節用バルブ11が閉じ� �れているときは、希釈ガス供給装置1から供� ��される希釈ガスが、圧力調節用バルブ11に� �られ、圧力緩衝用タンク12へ導かれることが ない。この圧力調節用バルブ11が閉められて� ��るときとは、マスフローコントローラー3a� �上流側の圧力計9と下流側の圧力計10との圧� �値の差が高い場合、すなわち、マスフロー� �ントローラー3aの駆動差圧が生じている場合 である。この場合、圧力緩衝用タンク12に貯� ��されている希釈ガスが、マスフローコント� ��ーラー3aへ導かれていく。

 一方、フッ素ガス供給装置2からは、フッ 素ガスが、希釈ガスを駆動源として、マスフ ローコントローラー3bを通過して、エジェク� ��ー4によって引き込まれる。なお、フッ素ガ スも希釈ガスと同様に、マスフローコントロ ーラー3bで質量流量が制御され、流量の調整� ��れた希釈ガスが、エジェクター4によって引 き込まれる。そして、加熱器8において加熱� �れた希釈ガス及びフッ素ガスは混合器5へ導� ��れ混合器5において混合され、希釈ガスとフ ッ素ガスとの混合ガスが生成される。

 その後、混合ガスは、第2連通管16へと導� ��れる。ここで、初めは希釈ガスの流量が安� ��するまで、ガス導入弁17が閉じられてガス� �出弁15が開かれており、希釈ガス及び/又は� �ッ素ガスは第1連通管13へ導かれる。第1連通� ��13へと導かれた希釈ガス及び/又はフッ素ガ� ��は、背圧弁14によって圧力が調整されて、� �の後、ガス放出弁15を通過して除害装置7へ� �導かれる。

 そして、希釈ガスの流量が安定してエジ� ��クター4に十分な真空度が得られると、瞬時 に、ガス放出弁15が閉じられガス導入弁17が� �かれて、希釈ガス及びフッ素ガスは、第1連� ��管13から流路を変えて、第2連通管16を通過� �て反応器6へ導かれる。

 反応器6内には、加熱室23であらかじめ加� ��された被処理物21(図2の点線図参照)が、可� �部材22によって搬送されて配置されている。 そして、混合ガス供給口18から供給された混� ��ガスは、反応器6において板状部材20に衝突� ��て被処理物21へ接触し表面処理や表面改質� �行われる。その後、所定の処理時間が経過� �ると、反応器6内のガスは、混合ガス排出口1 9から排出されて除害装置7へ導かれ、除害装� ��7でフッ素ガス及びフッ化水素ガスが除害さ れ表面処理装置100外へ排出される。

 本実施形態によると、希釈ガスとフッ素� ��スとを混合する前に、加熱器8であらかじめ 希釈ガスを加熱し、加熱した希釈ガスと、フ ッ素ガスとを混合することができる。これに より、フッ素ガスが必要以上に高温となりに くくなり、フッ素ガスによる表面処理装置100 を構成している部材等の腐食等の損傷が生じ ることを抑止できる。また、加熱された混合 ガスを反応器6へ供給することができるので� �被処理物21の処理ムラが生じることを抑止で きる。

 また、エジェクター4により、希釈ガスを 駆動源として、フッ素ガス供給装置2からフ� �素ガスを引き込むことができる。これによ� �、フッ素ガスの供給圧力を低減することが� �きるので、フッ素ガスの高圧貯蔵を抑止で� �、より安全にフッ素ガスを貯蔵及び使用す� �ことができる。また、希釈ガスよりも供給� �の少ないフッ素ガスをより正確な量で供給� �きる。

 また、圧力調節用バルブ11によってマス� �ローコントローラー3aに一定の駆動差圧をか けることができるので、希釈ガス供給装置1� �びマスフローコントローラー3aの下流側に設 けられている配管や、反応器6内圧等の圧力� �よる影響に関係なく、一定の流量で希釈ガ� �を供給することができる。さらに、圧力緩� �用タンク12によって、圧力調節用バルブ11及� ��マスフローコントローラー3aに設けられて� �るバルブ(図示せず)との相互影響を緩和して 流量精度をさらに向上させることができる。 そして、マスフローコントローラー3aを利用� ��ることにより、温度・供給圧力の影響を受� ��ず、正確かつ安定なガス流量制御が可能な� ��のとなる。

 また、マスフローコントローラー3bによ� �、フッ素ガスの質量流量を電気信号にて正� �に制御できるため、温度・供給圧力の影響� �受けず、正確かつ安定なフッ素ガスの流量� �御が可能なものとなる。

 また、エジェクター4に十分な真空を発生 させるための駆動差圧が生じて希釈ガスの流 量が安定するまで、ガス導入弁17を閉じると� ��もにガス放出弁15を開いて、第1連通管13を� �じて希釈ガス及び/又はフッ素ガスを除害装� ��7等へ放出することができる。そして、希釈 ガスの流量が安定した後に、ガス放出弁15を� ��じるとともにガス導入弁17を開いて、第2連� ��管16を通じて混合ガスを反応器6へ導くこと� ��できる。これにより、混合ガスを反応器6へ 供給する際、供給開始直後から流量、濃度が 一定に調整された混合ガスを供給することが できる。

 また、被処理物21を、混合ガスに接触さ� �る前に予め加熱室23で加熱させることができ るので、処理むらや不適処理を抑止できる。 また、被処理物21を予め加熱しておくことに� ��って、反応器6内における被処理物21の加熱� ��間を短縮でき、コストを抑えることができ� ��とともに、処理効率をさらに向上させるこ� ��ができる。

 また、フッ素ガスに耐食性を有する金属� ��を用いた可動部材22を用いているので、被� �理物21を反応器6への搬送や搬出が容易にで� �、なおかつ、混合ガスに含まれているフッ� �ガスにより、可動部材22から不純物が発生す る等の影響が生じることを抑止できる。

 また、被処理物21と、反応器6に供給され� ��混合ガスとの間に板状部材20が備えられて� �るので、反応器6内の混合ガス導入部の近辺� ��おいて、混合ガスが被処理物21へ直接接触� �にくくなり、被処理物21の処理むらが生じる ことを抑止でき、被処理物21への処理を均一� ��行うことができる。

<第2実施形態>
 ここでは、本発明に係る表面処理装置の第2 実施形態に関して説明する。図3は、第2実施� ��態に係る表面処理装置の主要部の概略構成� ��である。なお、第1実施形態と同符号のもの は、第1実施形態とほぼ同様なものであるの� �説明を省略することがある。

 図3において、表面処理装置200は、希釈ガ ス供給装置1と、フッ素ガス供給装置2と、希� ��ガス供給装置1に配管を介して接続されてい るマスフローコントローラー(第1流量調整手� ��)3aと、フッ素ガス供給装置2に配管を介して 接続されているマスフローコントローラー(� �2流量調整手段)3bと、マスフローコントロー� ��ー3a、3bとにそれぞれ配管を介して接続され ているエジェクター4と、エジェクター4と配� ��を介して接続され、エジェクター4の下流側 に設けられている混合器5と、混合器5から供� ��される混合ガスによって被処理物を処理す� ��反応器6と、反応器6からガスを排気する排� �装置207と、反応器6から排気されたガスに含� ��れているフッ素ガス及びフッ化水素ガスを� ��害する除害装置208とを備えているものであ� ��、マスフローコントローラー3aとエジェク� �ー4との間には加熱器(加熱手段)8がさらに設� ��られている。また、マスフローコントロー� ��ー3aの上流側及び下流側にはそれぞれ圧力� �9、10が設けられており、圧力計9のさらに上� ��には圧力調節用バルブ11と、圧力緩衝用タ� �ク12とが設けられている。そして、混合器5� �反応器6とに連通している第2連通管16と、第2 連通管16の途中に設けられているガス導入弁1 7と、第2連通管16の途中から分岐して設けら� �ている第1連通管214と、第1連通管214の途中に 設けられている背圧弁14及びガス放出弁15と� �備えられている。さらに、反応器6と排気装� ��207との間には、4本の流路219、220、221、222と 、流路の各々の途中に設けられている弁223、 224、225、226とが備えられている。そして、反 応器6出口から前記除害装置208入口までの配� �及び構成部材が、加熱・保温装置250を有し� �おり、配管及び構成部材の内部温度がフッ� �水素の沸点以上に維持されている。

 希釈ガス供給装置1は、フッ素ガスを希釈 する不活性ガスを供給する装置である。希釈 ガスとしては、例えば、窒素ガス、酸素ガス 、アルゴンガス等が挙げられるが、これらの ガスに限定されるものではない。

 フッ素ガス供給装置2は、フッ素ガスを供 給するものであり、例えば、図示しないフッ 化水素供給装置等からフッ化水素を供給して 電気分解し、フッ素ガスを発生させるものや ガスボンベ等が挙げられる。

 マスフローコントローラー(第1流量調整� �段、第2流量調整手段)3a、3bは、気体の質量� �量を電気信号にて正確に制御するものであ� �。これにより、温度・供給圧力の影響を受� �ることなく、より正確かつ安定に希釈ガス� �びフッ素ガス流量の制御が可能なものとな� �。マスフローコントローラー3a、3bは、流量� ��御するために本体の出入り口ガス圧力差が0 .05~0.10MPa必要である。この圧力差がないと、� ��スフローコントローラー3a、3b内部の圧力損 失のために正確な流量制御が出来なくなる。 その為にマスフローコントローラー3a、3bを� �由して供給する希釈ガス及びフッ素ガスは� �マスフローコントローラー3a、3bよりも下流� ��に設けられている反応器6の処理圧力(例え� �、大気圧)と、マスフローコントローラー3a� �3bの圧力損失(例えば、0.05~0.10MPa)と、供給源� ��ある希釈ガス供給装置1又はフッ素ガス供給 装置2から必要量の希釈ガス又はフッ素ガス� �押し出すために必要な差圧(例えば、0.05~0.10M Pa)とを合計した圧力以上の入り口圧力(例え� �、大気圧+0.10~0.20MPa)が発生していないと正常 な希釈ガス又はフッ素ガスの供給が出来ない ことになる。そこで、エジェクター4とマス� �ローコントローラー3a、3bを組み合わせると� ��エジェクター4の吸引能力によってマスフロ ーコントローラー3a、3bの出口圧力を低下す� �ことが出来、(この時、反応器6の圧力は影響 しないため)結果としてマスフローコントロ� �ラー3a、3b入り口の駆動に必要な圧力も低減� ��せることができる。その為に、フッ素ガス� ��保持・供給圧力もエジェクターの能力分だ� ��低減することができる。フッ素ガスは反応� ��の高いガスであり、保持圧力を低減するこ� ��ができると、その分だけ腐食やガス漏れの� ��険性を低減することができる。

 エジェクター4は、流速を速くすることに より減圧状態として気体を引き込むための器 具であり、希釈ガスを駆動源としてフッ素ガ スを確実に引き込むことができ、引き込んだ ガスは混合器5へと導かれる。ここで、エジ� �クター4の代わりに、例えば、バキュームジ� ��ネレーター等を用いてもよい。このエジェ� ��ター4を備えていることによって、フッ素ガ ス供給装置2の圧力上限は200kPa以下からでも� �題なくフッ素ガスを供給でき、下限は-65kPa(G )まで使用可能である。

 混合器5は、エジェクター4によって引き� �まれた希釈ガス及びフッ素ガスを混合して� �生成された混合ガスを反応器6へ導くもので� ��る。なお、エジェクター4において、希釈ガ スを駆動源として、フッ素ガスが引き込まれ ることによっても混合ガスを生成することが できる。

 反応器6は、希釈ガス及びフッ素ガスの混 合ガスを受け入れて、被処理物の表面処理、 表面改質を行うものである。ここで、図2を� �いて詳細に説明すると、反応器6は、混合ガ� ��供給口18と混合ガス排出口19とを有するもの であり、反応器6内には、板状部材20と、被処 理物21と、可動部材22とが配置されている。� �た、反応器6に並設して加熱室23が設けられ� �いる。

 板状部材20は、反応器6内において、混合� ��ス供給口18と被処理物21との間に、供給され たガスを遮るようにして立設されているもの である。なお、板状部材20は、可動部材22に� �けられているものでも、取り外し可能なも� �でもよい。この板状部材20によって、反応器 6内の混合ガス供給口18の近辺において、混合 ガスが被処理物21へ直接接触しにくくなり、� ��理ムラや不適処理が生じることを抑止でき� ��。

 可動部材22は、被処理物21を反応器6内又� �反応器6外へ移動させることができるもので� ��り、フッ素ガスに対する耐食性を有する金� ��材、例えば、ステンレス鋼等を用いたメッ� ��ュ又はパンチングメタルが用いられている� ��のが好ましい。また、可動部材22には、車� �が取り付けられているが、一変形例として� �車輪などが取り付けられていないものを用� �てもよい。また、他の変形例として、上記� �属材としてメッシュ又はパンチングメタル� �金属フレームと車輪とを有しているもので� �よい。

 加熱室23は、被処理物21と混合ガスとを接 触させる前に、予め被処理物21を加熱するた� ��に設けられているものである。図2における 点線図で示している部位は、加熱室23で加熱� ��れている被処理物21と、被処理物21を反応器 6へ移動させることができる可動部材22とであ る。ここで、被処理物21は加熱された状態で� ��合ガスと接触して処理されることが好まし� ��ため、加熱室23から反応器6へ被処理物21を� �く移送することが好ましい。そこで、加熱� �23は反応器6の近辺に設けられているもので� �ることが好ましく、加熱室23と反応器6が連� �しているものでもよい。ここで、一変形例� �して、加熱室23と反応器6とが隣接して設け� �れているものや、反応器6内に加熱室23が設� �られているものを用いてもよい。

 排気装置207は、反応器6において被処理物 の表面処理や表面改質等が終わると、反応器 6内のガスを排気させて除害装置208へと導く� �のであり、ポンプを有している。なお、フ� �素ガスを用いた表面処理及び表面改質など� �おいては被処理物21の表面からフッ化水素が 生じるため、反応器6から排出されるガスに� �、フッ素ガスやフッ化水素ガスが含まれて� �る。

 除害装置208は、反応器6の表面処理におい て被処理物21の表面から生じたフッ化水素ガ� ��及びフッ素ガス等を除去して、反応器から� ��気されたガスを無害化するものであり、3塔 の除害塔208a、208b、208cを備えているものであ る。除害塔208a、208b、208cには、除害剤が充填 されており、除害剤として、例えば、フッ化 水素ガスを吸着するフッ化ナトリウムを主成 分とするものや、フッ素ガス及びフッ化水素 ガスを吸着するソーダ石灰(ソーダライム)等� ��挙げられる。

 除害装置208において、弁の開閉により、3 塔の除害塔208a、208b、208cのいずれか1塔が他� �2塔と独立して接続されており、他の2塔が直 列に接続されている。表面処理装置200を作動 させた際、直列に接続している2塔の除害塔� �うち1塔を使用し、もう1塔の除害塔は該1塔� �補助的に接続しておき、該1塔で除去するこ� ��のできなかったフッ素ガス及びフッ化水素� ��スを2塔目で連続して除去することにより、 1塔目を補完することができる。一方、独立� �て接続されている1塔は、他の2塔が使用され ている間、メンテナンスや除害剤の交換等が 行われている。なお、接続は、弁の切り替え (開閉)によって行われており、いずれの除害� ��が独立の1塔又は他の2塔となるかは、除害� �の使用の状態に応じて適宜変更することが� �きるものである。

 3塔の除害塔208a、208b、208cの使用方法の一 例を説明する。除害塔208aを、2塔の除害塔208b ,208cと独立して接続し、メンテナンスや除害� ��の交換等を行う。2塔の除害塔208b,208cを直列 的に接続し、反応器6から排出されたガスに� �まれるフッ素ガス及びフッ化水素ガスを、� �害塔208a,208bにおいて除去する。弁261,262,263,26 4,265,275,276,277,281を閉じ、弁271,272,273,274,282,283, 284,285,286を開く。

 次に、除害塔208bを、2塔の除害塔208a,208c� �独立して接続し、メンテナンスや除害剤の� �換等を行う。2塔の除害塔208a,208cを直列的に� ��続し、反応器6から排出されたガスに含まれ るフッ素ガス及びフッ化水素ガスを、除害塔 208a,208cにおいて除去する。弁261,272,273,274,277,2 81,286を閉じ、弁262,263,264,265,271,275,276,282,283,284 を開く。

 次に、除害塔208cを、2塔の除害塔208a,208b� �独立して接続し、メンテナンスや除害剤の� �換等を行う。2塔の除害塔208a,208bを直列的に� ��続し、反応器6から排出されたガスに含まれ るフッ素ガス及びフッ化水素ガスを、2塔の� �害塔208a,208bにおいて除去する。弁265,271,277,28 1,282,283,284,285,286を閉じ、弁261,262,263,264,272,273, 274,275,276を開く。

 そして、除害装置208においてフッ素ガス� ��びフッ化水素ガスの除害されたガスは、表� ��処理装置200外へ排出されるが、表面処理に� ��び用いてもよい。なお、除害塔は、3塔に限 られず、4塔以上有するものでもよい。

 加熱器(加熱手段)8は、希釈ガス供給装置1 から供給された希釈ガスを、フッ素ガスと混 合する前に加熱するものであり、エジェクタ ー4と圧力計10とを接続している配管の途中に 設けられているものである。加熱器(加熱手� �)8として、例えば、ヒーター等を用いること ができる。

 圧力計9は、マスフローコントローラー3a� ��上流側の圧力を測定するものであり、マス� ��ローコントローラー3aの上流側に設けられ� �いる。圧力計10は、マスフローコントローラ ー3aの下流側の圧力を測定するものであり、� ��スフローコントローラー3aの下流側に設け� �れている。

 圧力調節用バルブ11は、圧力計9の圧力値� ��圧力計10の圧力値との差に対応して、マス� �ローコントローラー3aに一定の駆動差圧をか けるものであり、希釈ガス供給装置1と圧力� �衝用タンク12との間に配管を介して設けられ ている。これにより、圧力調節用バルブ11に� ��、エジェクター4から下流側にかかる圧力の 最大値、エジェクター4の駆動差圧、マスフ� �ーコントローラー3aの駆動差圧、表面処理装 置100を構成している各要素の圧力損失値の和 以上の圧力で、希釈ガスを供給することがで きる。また、希釈ガスをマスフローコントロ ーラー3aによって固定して供給する場合、エ� ��ェクター4の上流側及び下流側には差圧が発 生しておらず、希釈ガスを供給した場合にの み圧力が発生する。このため、希釈ガス供給 前のマスフローコントローラー3aの上流側及� ��下流側の差圧が駆動差圧を超えることが多� ��、マスフローコントローラー3aに設けられ� �いるバルブ(図示せず)が閉じてしまい、希釈 ガスが供給できなくなる場合がある。この場 合、圧力調節用バルブ11によって、希釈ガス� ��量を調整して、マスフローコントローラー3 aの上流側及び下流側に一定の駆動差圧をか� �て希釈ガスを供給することができる。

 ここで、マスフローコントローラー3aに� �けられているバルブと圧力調節用バルブ11と のハンチングの現象を詳細に説明する。希釈 ガス流量が少ないとき、マスフローコントロ ーラー3aに設けられているバルブが開かれ、� ��量が増加する一方で、駆動差圧が低下する� ��これにより、圧力確保のため圧力調節用バ� ��ブ11が開かれ、圧力が増加するが、希釈ガ� �流量が設定値を超えてマスフローコントロ� �ラー3aに設けられているバルブ(図示せず)が� ��じられる。そうすると、駆動差圧が高くな� ��、圧力調節用バルブ11が閉められる。その� �果、駆動差圧は低下するが、希釈ガス流量� �あわせて低下することとなる。

 圧力緩衝用タンク12は、圧力調節用バル� �11と圧力計9との間に配管を介して設けられ� �おり、希釈ガス供給装置1から供給された希� ��ガスを貯留することができるものであり、� ��えば、設定流量、配管系、供給圧力、選定� ��た機器の応答速度の組み合わせ等によって� ��マスフローコントローラー3aに設けられて� �る図示しないバルブと圧力調節用バルブ11と がハンチングを引き起こした際、希釈ガスの 流量精度が低下することを抑止することがで きるものである。この圧力緩衝用タンク12に� ��って、マスフローコントローラー3aに設け� �れている図示しないバルブと圧力調節用バ� �ブ11との相互影響が緩和されて、希釈ガスの 流量精度をさらに向上させることができる。

 第1連通管214は、エジェクター4によって� �き込まれ混合器を通過した希釈ガス、又は� �釈ガス及びフッ素ガスが通過する管であり� �第2連通管16に分岐して設けられているもの� �ある。また、第1連通管214の途中において、� ��圧弁14と、背圧弁14のさらに下流側にガス放 出弁15とが設けられている。そして、第1連通 管214において、ガス放出弁15のさらに下流側� ��、排気装置207及び除害装置208へと導かれて� ��る。

 背圧弁14は、弁を通過する流体の圧力を� �定に保つための弁であり、背圧弁14によって 圧力が調整されたガスは、ガス放出弁15を通� ��して除害装置208へ導かれる。エジェクター4 によって引き込まれ混合器5を通過した希釈� �ス及び/又はフッ素ガスは背圧弁14によって� �力が一定に調整される。ここで、背圧弁14の 設定圧力値は、好ましくは、マスフローコン トローラー3aによって設定した希釈ガスの流� ��を反応器6へ導入したときのエジェクター4� �下流側の圧力安定値をあらかじめ測定して� �いた値である。この値を設定すれば、反応� �6へ混合ガスを供給する際に、供給開始直後� ��ら、流量及び濃度が一定に管理された混合� ��スを反応器6へ供給することができる。また 、さらに好ましくは、混合ガスの設定流量を 反応器6へ導入したときのエジェクター4の下� ��側の圧力安定値をあらかじめ測定しておい� ��値である。この値を設定すれば、流量及び� ��度の管理精度をさらに向上させることがで� ��る。

 ガス放出弁15は、希釈ガスの流量が安定� �るまで開かれており、希釈ガスの流量が安� �すると閉じられるものである。これは、エ� �ェクター4に十分な真空を発生させるために� ��動差圧が必要とされ、希釈ガスが供給され� ��直後は、駆動差圧まで昇圧が徐々に起こる� ��で、希釈ガスの流量が安定するまでに時間� ��要するからである。なお、フッ素ガスは、� ��ッ素ガス供給装置2において圧力変動が小さ いため、供給を開始すると、瞬時に流量が安 定する。ガス放出弁15が開かれているときは� ��希釈ガス及び/又は混合ガスは、第1連通管21 4を通過して排気装置207へと導かれる。一方� �ガス放出弁15が閉じられているときは、希釈 ガス及び/又は混合ガスが、第2連通管16を通� �して反応器6へと導かれる。

 第2連通管16は、希釈ガスの流量が安定し� ��後に、希釈ガス及びフッ素ガスを反応器6へ と導く管である。

 ガス導入弁17は、希釈ガスの流量が安定� �て、十分な真空度が得られた後に開かれる� �ので、ガス放出弁15が閉じられると同時に開 かれる。なお、希釈ガスの流量が安定するま では、閉じられている。

 ガス放出弁15及びガス導入弁17は、希釈ガ スの流量が安定してエジェクター4に十分な� �空度が得られると、瞬時に、ガス放出弁15が 閉じられてガス導入弁17が開かれ、希釈ガス� ��びフッ素ガスは、第1連通管214から第2連通� �16へと流路を変えて、反応器6へ導かれる。� �のとき、ガス放出弁15とガス導入弁17との切� ��替えは瞬時に行われるので、希釈ガスおよ� ��フッ素ガスの流量や真空度の乱れは極めて� ��さい。なお、フッ素ガス供給装置2において は、圧力変動が小さいため、供給を開始する と、瞬時にフッ素ガスの流量が安定する。従 って、ガス放出弁15とガス導入弁17との切り� �えと同時にフッ素ガスの供給を開始するこ� �が好ましい。この場合、背圧弁14に、マスフ ローコントローラー3aによって設定した希釈� ��スの流量を反応器6へ導入したときのエジェ クター4の下流側の圧力安定値をあらかじめ� �定しておいたものを、設定しておくことが� �ましい。また、最初に希釈ガスのみを供給� �て、ガス放出弁15とガス導入弁17との切り替� ��を行う前にフッ素ガスを供給し、流量及び� ��度が一定に管理された混合ガスを第1連通管 214から放出し、その後、ガス放出弁15を閉じ� ��とともにガス導入弁17を開いてもよい。こ� �ようにすると、流量及び濃度の精度がさら� �よく管理された混合ガスを反応器6へ供給す� ��ことができる。この場合、背圧弁14に、混� �ガスの設定流量を反応器6へ導入したときの� ��ジェクター4の下流側の圧力安定値をあらか じめ測定しておいたものを、設定しておくこ とが好ましい。

 流路219、220、221、222は、反応器6と排気装 置207との間に、分岐して設けられているもの であり、反応器6から排出される排出ガスが� �過する流路である。ここで、流路219、220、22 1、222は、それぞれ異なる配管系を有してい� �ものを用いてもよく、複数又は全て同じ配� �径を有しているものを用いてもよい。異な� �配管径を有している流路の場合、最初に配� �系の小さい流路を使用して、ガスの排気の� �捗に応じて徐々に配管系の大きな流路へ替� �て使用することができる。また、複数又は� �て同じ配管系を有している流路の場合、最� �に1つの流路だけを使用し、ガスの排気の進� ��に応じて徐々に流路の使用数を増加させて� ��用することができる。なお、流路219、220、2 21、222は、4流路に限らず、5流路以上でもよ� �、2流路や3流路でもよい。

 弁223、224、225、226はそれぞれ、流路219、2 20、221、222のそれぞれの途中に設けられてい� ��ものである。なお、弁223、224、225、226は、� ��えば、自動弁を用いてもよく、手動弁等を� ��いてもよい。

 ここで、図2の反応器6における混合ガス� �出口19から排出されたガスの一例について詳 細に説明する。全て異なる配管径を有する流 路219、220、221、222(配管径の小さいものから� �に、219、220、221、222とする)において、まず� ��弁223、224、225、226のうち、1番小さい配管径 を有する流路219に設けられている弁223を開き 、その他の弁224、225、226を閉じる。これによ り、ガスは流路219のみを通過するので、小流 量のガスが排気装置207へ導かれる。その後、 ガスの排気の進捗に応じて徐々に配管系の大 きな流路へ替えていく。すなわち、2番目に� �さい配管径を有する流路220に設けられてい� �弁224を開くとともに弁223を閉じて、ガスの� �路を流路219から流路220へと換える。なお、� �こで、弁224を開く際に、弁223を開いた状態� �まま、流路219、220の両方を使用したり、最� �は弁223のみを開いてしばらくして弁224も開� �、流路219→流路220→流路219、220の順に使用� �てもよい。そして、その後のガスの排気の� �捗に応じて、上記と同じように、次に配管� �の大きな流路221へ替えていく。すなわち、� �223、224を閉じて、弁225、226を順に開き、流� �221、222へと順次ガス流路を換える。なお、� �数のバルブを開いて、ガスが複数の流路を� �過できるようにしてもよい。

 また、他の変形例として、全て同じ配管� ��を有する流路219、220、221、222において、ま� ��、いずれかの弁、例えば、弁223を開き、そ� ��他の弁224、225、226を閉じて、ガスを排気さ� ��、その後、ガスの排気の進捗に応じて徐々� ��ガスの流路の数を、1本から2本、3本、4本へ と替えていく。すなわち、既に開いている弁 223を閉じることなく、他の弁224、225、226を開 いて、ガスの流路を増加させていく。さらに 、例えば、いずれか2本の流路が同じ配管径� �有しているものであり、他の2本の流路も同� ��配管径を有する流路を用いた場合や、他の2 本の流路がそれぞれ異なる配管径を有する流 路を用いた場合も、ガスの排気の進捗に応じ て、上記と同様に、ガスの流路を換えること ができる。

 さらに、反応器6出口から前記除害装置208 入口までにおいては、配管及び構成部材、特 に、配管及び構成部材を構成している金属部 材が、加熱・保温装置250を有しているもので あり、外管及び構成部材の内部温度がフッ化 水素の沸点以上、すなわち、約19度以上に維� ��されている。なお、加熱装置として、例え� ��、ヒーター等を用いてもよい。また、保温� ��(保温装置)として、例えば、断熱材を用い� �もよい。また、本実施の形態においては、� �熱・保温装置250が配管に取り付けられてい� �が、弁223、224、225、226及び排気装置207にも� �り付けられていることが好ましい。

 次に、表面処理装置100の作動について説� ��する。希釈ガス供給装置1から供給された希 釈ガスは、圧力調節用バルブ11が開かれてい� ��と、圧力調節用バルブ11を通過して圧力緩� �用タンク12へと導かれる。そして、一部の希 釈ガスが、圧力緩衝用タンク12に貯留され、� ��の他の希釈ガスは、圧力計9を介して、マス フローコントローラー3aへと導かれる。マス� ��ローコントローラー3aでは、質量流量が制� �され、流量の調整された希釈ガスが、圧力� �10を介して、加熱器8へと導かれる。

 ここで、圧力調節用バルブ11が開かれて� �るときとは、マスフローコントローラー3aの 上流側の圧力計9と下流側の圧力計10との圧力 値の差が低い場合、すなわち、マスフローコ ントローラー3aの駆動差圧が生じていない場� ��である。一方、圧力調節用バルブ11が閉じ� �れているときは、希釈ガス供給装置1から供� ��される希釈ガスが、圧力調節用バルブ11に� �られ、圧力緩衝用タンク12へ導かれることが ない。この圧力調節用バルブ11が閉められて� ��るときとは、マスフローコントローラー3a� �上流側の圧力計9と下流側の圧力計10との圧� �値の差が高い場合、すなわち、マスフロー� �ントローラー3aの駆動差圧が生じている場合 である。この場合、圧力緩衝用タンク12に貯� ��されている希釈ガスが、マスフローコント� ��ーラー3aへ導かれていく。

 一方、フッ素ガス供給装置2からは、フッ 素ガスが、希釈ガスを駆動源として、マスフ ローコントローラー3bを通過して、エジェク� ��ー4によって引き込まれる。なお、フッ素ガ スも希釈ガスと同様に、マスフローコントロ ーラー3bで質量流量が制御され、流量の調整� ��れた希釈ガスが、エジェクター4によって引 き込まれる。そして、これら希釈ガス及びフ ッ素ガスは混合器5へ導かれ混合器5において� ��合され、希釈ガスとフッ素ガスとの混合ガ� ��が生成される。

 その後、混合ガスは、第2連通管16へと導� ��れる。ここで、初めは希釈ガスの流量が安� ��するまで、ガス導入弁17が閉じられてガス� �出弁15が開かれており、希釈ガス及び/又は� �ッ素ガスは第1連通管214へ導かれる。第1連通 管214へと導かれた希釈ガス及び/又はフッ素� �スは、背圧弁14によって圧力が調整されて、 その後、ガス放出弁15を通過して排気装置207� ��と導かれる。

 そして、希釈ガスの流量が安定してエジ� ��クター4に十分な真空度が得られると、瞬時 に、ガス放出弁15が閉じられガス導入弁17が� �かれて、希釈ガス及びフッ素ガスは、第1連� ��管214から流路を変えて、第2連通管16を通過� ��て反応器6へ導かれる。

 反応器6内には、加熱室23であらかじめ加� ��された被処理物21(図2における点線部位参照 )が、可動部材22によって搬送されて配置され ている。そして、混合ガス供給口18から供給� ��れた混合ガスは、反応器6において板状部材 20に衝突して被処理物21へ接触し表面処理や� �面改質が行われる。その後、所定の処理時� �が経過すると、反応器6内のガスは、排気装� ��207により混合ガス排出口19から排出される� �

 混合ガス排出口19から排出されたガスは� �流路219、220、221、222のいずれか1以上の流路� ��通過して、排気装置207へと導かれる。ここ� ��、混合ガス排出口19から排出されたガスの� �例について説明すると、例えば、最初は、� �223が開かれ弁224、225、226を閉じられている� �態にして、ガスが流路219のみを利用して排� �装置207へ導かれるようにする。そして、ガ� �の排気の進捗に応じて、徐々に、開く弁を� �えたり、開く弁の数を増やしたりしていき� �ガスの通過する流路を小さな配管径を有す� �流路から大きな配管径を有する流路へ換え� �り、流路の数を増やしたりしていく。この� �うにして、弁223、224、225、226及び流路219、22 0、221、222を通過したガスは、排気装置207を� �過して、除害装置208へと導かれる。

 なお、反応器6出口から前記除害装置208入 口までの配管及び構成部材は、加熱・保温手 段を有しているものであるため、混合ガス排 出口19から排出されたガスに含まれたフッ素� ��スやフッ化水素ガスは、液化することなく� ��害装置208へと導かれる。

 除害装置208へと導かれたガスは、除害塔2 08a、208b、208cにおいて、フッ素ガス及びフッ� ��水素ガスが除害される。ここで、除害装置2 08へと導かれたガスの一例について説明する� ��図示しないバルブ及び配管で直列に接続さ� ��ている除害塔208b及び除害塔208cのうち、除� �塔208bへと導かれたガスは、除害塔208bに充填 されているソーダライムによりフッ素ガス及 びフッ化水素ガスの成分が吸着除去されて、 表面処理装置200外へ排出される。なお、除害 塔208bの出口から排出されるガス中の酸性分� �検知して、破過の判定を行い、除害塔208bの� ��過が確認されると、除害装置に設けられて� ��る配管及び弁(図示せず)を利用して、ガス� �除害塔208cへと導かれて、除害塔208cに充填さ れているソーダライムによりフッ素ガス及び フッ化水素ガスの成分が吸着除去されて、表 面処理装置200外へ排出される。なお、フッ素 ガス及びフッ化水素ガスが除害されたガスを 、再び表面処理に用いてもよい。

 本実施形態によると、希釈ガスとフッ素� ��スとを混合する前に、加熱器8であらかじめ 希釈ガスを加熱し、加熱した希釈ガスと、フ ッ素ガスとを混合することができる。これに より、フッ素ガスを希釈ガスによって間接的 に加熱することができるので、フッ素ガスが 高温となりにくくなり、フッ素ガスによる表 面処理装置200の腐食等の損傷が生じることを 抑止できる。また、加熱された混合ガスを反 応器6へ供給することができるので、被処理� �21の処理ムラが生じることを抑止できる。

 また、エジェクター4により、希釈ガスを 駆動源として、フッ素ガス供給装置2からフ� �素ガスを引き込むことができる。これによ� �、フッ素ガスの供給圧力を低減することが� �きるので、フッ素ガスの高圧貯蔵を抑止で� �、より安全にフッ素ガスを貯蔵することが� �きる。また、希釈ガスよりも供給量の少な� �フッ素ガスをさらに正確な量で供給できる� �

 また、圧力調節用バルブ11によってマス� �ローコントローラー3aに一定の駆動差圧をか けることができるので、希釈ガス供給装置1� �びマスフローコントローラー3aの下流側に設 けられている配管や、反応器6内圧等の圧力� �よる影響に関係なく、一定の流量で希釈ガ� �を供給することができる。また、圧力緩衝� �タンク12によって、圧力調節用バルブ11及び� ��スフローコントローラー3aに設けられてい� �バルブ(図示せず)との相互影響を緩和して流 量精度をさらに向上させることができる。さ らに、マスフローコントローラー3aを利用す� ��ことにより、温度・供給圧力の影響を受け� ��、正確かつ安定なガス流量制御が可能なも� ��となる。

 また、マスフローコントローラー3bによ� �、フッ素ガスの質量流量を電気信号にて正� �に制御できるため、温度・供給圧力の影響� �受けず、正確かつ安定なフッ素ガスの流量� �御が可能なものとなる。

 また、エジェクター4に十分な真空を発生 させるための駆動差圧が生じて希釈ガスの流 量が安定するまで、ガス導入弁17を閉じると� ��もにガス放出弁15を開いて、第1連通管214を� ��じて希釈ガス及び/又はフッ素ガスを排気装 置207及び除害装置208等へ放出することができ る。そして、希釈ガスの流量が安定した後に 、ガス放出弁15を閉じるとともにガス導入弁1 7を開いて、第2連通管16を通じて混合ガスを� �応器6へ導くことができる。これにより、混� ��ガスを反応器6へ供給する際、供給開始直後 から流量、濃度が一定に調整された混合ガス を供給することができる。

 また、被処理物21を、混合ガスに接触さ� �る前に予め加熱室23で加熱させることができ るので、処理むらや不適処理を抑止できる。 また、被処理物21を予め加熱しておくことに� ��って、反応器6内における被処理物21の加熱� ��間を短縮でき、コストを抑えることができ� ��とともに、処理効率をさらに向上させるこ� ��ができる。

 また、フッ素ガスに耐食性を有する金属� ��を用いた可動部材22を用いているので、被� �理物21を反応器6への搬送や搬出が容易にで� �、なおかつ、混合ガスに含まれるフッ素ガ� �により、可動部材22から不純物が発生する等 の影響が生じることを抑止できる。

 また、被処理物21と反応器6に供給された� ��合ガスとの間に板状部材20が備えられてい� �ので、反応器6内の混合ガス導入部の近辺に� ��いて、混合ガスが被処理物21へ直接接触し� �くくなり、被処理物21の処理むらが生じるこ とを抑止でき、被処理物21への処理を均一に� ��うことができる。

 また、各々の弁223、224、225、226を適宜開� ��することにより、配管径の異なる流路219、2 20、221、222を適宜換えて利用したり、使用す� ��流路219、220、221、222の数を変えたりして、� ��望の流量のガスを排気装置207及び除害装置2 08へ導くことができる。これにより、反応器6 からフッ素ガスを含んだ大量のガスが排出さ れた場合においても、流路219、220、221、222及 び弁223、224、225、226を利用して、大量のガス が一時的に排気装置207及び除害装置208へと導 かれることを抑止でき、大量のフッ素ガスに より除害剤の発熱量が増大して、反応器6の� �流に設けられている配管、部材、機器、除� �剤等に負荷をかけて、部分的な腐食や早い� �耗による劣化を抑止することができる。ま� �、排気装置207を備えているので、反応器6か� ��ガスを排気させやすくなる。さらに、反応� ��6から排出されたガスに含まれているフッ素 ガス及びフッ化水素ガスを、除害装置208にお いて除害できるとともに、所望の流量へ調整 、制御されたガスを除害装置208へ導入するこ とができるため、除害装置208に充填されてい る除害剤の消耗、交換をより効率よく正確に 実施でき、表面処理装置200の部品、部材等の 交換のためのコストをさらに抑えることがで きる。以上より、表面処理後のガスの排気に よる装置の損傷を抑止することができる。

 また、表面処理、表面改質によって生じ� ��フッ化水素ガスがフッ素ガスに混入すると� ��配管や弁等を構成する金属部材の腐食や劣� ��が生じ、このフッ化水素ガスが液化すると� ��腐食や劣化がさらに促進される。しかしな� ��ら、反応器6出口から除害装置208入口までの 配管及び構成部材の内部温度がフッ化水素の 沸点以上に維持されているので、反応器6か� �排出されるガスに含まれているフッ化水素� �スの液化を抑止でき、配管及び構成部材等� �構成している金属部材等の腐食や劣化をさ� �に抑止できるとともに、フッ素ガス及びフ� �化水素ガスを気体の状態で除害装置208へと� �くことができる。

 また、除害装置208において、2塔の除害塔 208b、208cが直列に接続され、他の1塔の除害塔 208aが独立して接続されているので、2塔を連� ��して使用している間に、他の1塔の除害剤の 交換やメンテナンス等を行うことができ、次 の使用に備えることができる。また、2塔の� �害塔208b、208cを連続して使用することができ るので、表面処理装置200の運転を継続しなが ら、除害塔208a、208b、208cを安全な状態で維持 できる。

 次に、第1実施形態及び第2実施形態にお� �る表面処理装置に用いた反応器の変形例に� �いて説明する。図4は、図2の反応器の変形例 を示す図である。

 図4に示したように反応器336内に、板状部 材343がさらに設けられており、板状部材343に よって反応室336a及び加熱室336bの2室が形成さ れている。なお、混合ガス供給口338と、混合 ガス排出口339と、板状部材340と、被処理物341 と、可動部材342とは、上記実施形態に係る混 合ガス供給口18と、混合ガス排出口19と、板� �部材20と、被処理物21と、可動部材22と同様� �構成からなり、上記実施形態において符号18 ~22がふられている各部と、本変形例において 符号338~342がふられている各部とは、順に同� �のものであるので、説明を省略することが� �る。

 上記構成の反応器336を表面処理装置100,200 における反応器6及び加熱室23の代りに用いれ ば、上記表面処理装置100,200と同様の効果を� �ることができるとともに、反応室336aと加熱� ��336bとが隣接して設けられているので、被処 理物を加熱室336bで加熱後、より早く反応室33 6aへ移動させることができる。ここで、板状� ��材343を取り外すことのできるものであれば� ��さらに容易に反応室336aへ移動させることが できる。なお、板状部材343は、取り外すこと のできるものでも、取り外すことのできない ものでもよい。また、例えば、反応室336aと� �熱室336bとの間を連通している開閉可能な開� ��部が設けられているものでもよい。このよ� ��な構成であれば、該開口部を利用して被処� ��物341を加熱室336bから反応室336aへと移動さ� �ることができる。

 続いて、第1実施形態に係る表面処理装置 の変形例を説明する。図5は、本変形例に係� �表面処理装置の主要部の概略図である。な� �、第1実施形態と同様なものに関しては、同� ��号で示し説明を省略する。

 本変形例における表面処理装置400には、� ��熱器8とエジェクター4とを接続した配管か� �分岐した希釈ガス放出管410がさらに設けら� �ている。そして、希釈ガス供給装置1と圧力� ��整用タンク12とを接続した配管の途中から� �岐したフッ素ガスパージ用ガスライン420が� �けられている。フッ素ガスパージ用ガスラ� �ン420の下流は、加熱器8とエジェクター4とを 接続した配管に接続されている。加えて、圧 力計9及び10により計測された配管内の圧力に 基づいてマスフローコントローラー3aにかけ� ��1次圧力を制御する圧力制御装置(圧力制御� �段)430が設けられている。なお、第1実施形態 における、背圧弁14の代わりに、希釈ガス放� ��管410に背圧弁414が設けられている。

 希釈ガス放出管410は、加熱器8とエジェク ター4とを接続した配管において、加熱器8と� ��ジェクター4とを接続した配管に設けられた 弁の上流に接続されている。希釈ガス放出管 410には、上流から下流にかけて背圧弁414と希 釈ガス放出弁415とが順に設けられている。背 圧弁414は、第1実施形態における背圧弁14と同 様に、背圧弁414に入る前の希釈ガスの圧力を 一定に保つ。この背圧弁414には、第1実施形� �における背圧弁14と同様の、マスフローコン トローラー3aによって設定した希釈ガスの流� ��を反応器6へ導入したときのエジェクター4� �下流側の圧力安定値をあらかじめ測定して� �いた値、又は、混合ガスの設定流量を反応� �6へ導入したときのエジェクター4の下流側の 圧力安定値をあらかじめ測定しておいた値を 設定しておくことが好ましい。これによって 、混合ガスを占める割合の多い希釈ガスの流 量及び濃度を一定に管理することができるの で、反応器6へ混合ガスを供給する際に、供� �開始直後から、流量及び濃度が一定に管理� �れた混合ガスを反応器6へ供給することがで� ��る。希釈ガス放出弁415は、希釈ガス放出管4 10に導入され、背圧弁14によって圧力が調整� �れた希釈ガスを希釈ガス放出管410の下流側� �放出する。なお、希釈ガス放出管410には、� �示しない温度計が設けられていてもよい。� �の温度計によって、希釈ガス放出管410内を� �過する希釈ガスの温度を測定し、背圧弁414� �び希釈ガス放出弁415の開閉を調整する。

 加熱器8で希釈ガスが十分に加熱され、所 定の温度に達するまでは、加熱器8とエジェ� �ター4とを接続した配管に設けられた弁を閉� ��、背圧弁414及び希釈ガス放出弁415を開く。� ��熱器8で十分に加熱されていない希釈ガスは 、希釈ガス放出管410へ導入され、背圧弁414及 び希釈ガス放出弁415を通過して、表面処理装 置400外へ放出される。図示しない温度計など によって希釈ガスの温度を測定し、希釈ガス が所望の温度に達したことがわかると、背圧 弁414及び希釈ガス放出弁415を閉じ、加熱器8� �エジェクター4とを接続した配管に設けられ� ��弁を開く。希釈ガスは、所定の温度に達し� ��状態で、エジェクター4を通過して混合器5� �導かれる。

 また、加熱器8を冷却するときは、上述と 同様に、希釈ガス放出管410、背圧弁414及び希 釈ガス放出弁415を用いることができる。加熱 器8とエジェクター4とを接続した配管に設け� ��れた弁を閉じ、背圧弁414及び希釈ガス放出� ��415を開いて、希釈ガスを希釈ガス放出管410� ��ら排出することによって、加熱器8を迅速に 冷却できる。

 なお、希釈ガス放出管410の下流を、例え� ��、希釈ガス供給装置1や希釈ガス供給装置1� �圧力緩衝用タンク12とを接続した配管に接続 させてもよい。これによって、希釈ガス放出 管410から放出された希釈ガスを、再び、フッ 素ガスの希釈用ガスに用いたり、加熱器の冷 却用に利用したりすることができる。

 フッ素ガスパージ用ガスライン420は、希� ��ガス供給装置1と圧力調整用タンク12とを接� ��した配管において、圧力調節用バルブ11の� �流に接続されている。フッ素ガスパージ用� �スライン420の下流側は、加熱器8とエジェク� ��ー4とを接続した配管において、加熱器8と� �ジェクター4とを接続した配管の途中に設け� ��れた弁の下流に接続されている。フッ素ガ� ��パージ用ガスライン420には、弁が設けられ� ��おり、希釈ガス供給装置1から供給された、 加熱されていない希釈ガスが通過する。フッ 素ガスパージ用ガスライン420を通過した希釈 ガスは、エジェクター4へ導かれる。エジェ� �ター4より下流の配管や機器に存在するフッ� ��ガスを希釈ガスによってパージしたい場合� ��用いる希釈ガスを加熱する必要がない。こ� ��ような場合に、フッ素ガスパージ用ガスラ� ��ン420を通過した、加熱されていない希釈ガ� ��を用いてエジェクター4より下流の配管や機 器に存在するフッ素ガスをパージする。

 エジェクター4より下流の配管や機器に存 在するフッ素ガスをパージする場合、加熱器 8とエジェクター4とを接続した配管の途中に� ��けられた弁を閉じ、フッ素ガスパージ用ガ� ��ライン420に設けられた弁を開く。これによ� ��て、加熱されていない希釈ガスが、エジェ� ��ター4を通過して、エジェクター4より下流� �配管や機器に存在するフッ素ガスとともに� �流へ導かれる。

 希釈ガス供給装置1とエジェクター4との� �続は、フッ素ガスパージ用ガスライン420が� �けられることにより、2種類の方法によって� ��続される。2種類の接続方法は、希釈ガス供 給装置1とエジェクター4とが、圧力緩衝用タ� ��ク12とマスフローコントローラー3aと加熱器 8とを介して接続されている方法と、希釈ガ� �供給装置1とエジェクター4とが、圧力緩衝用 タンク12とマスフローコントローラー3aと加� �器8とを介することなく接続されている方法� ��ある。

 圧力制御装置(圧力制御手段)430は、マス� �ローコントローラー3aの上流側(入口)及び下� ��側(出口)の圧力を圧力計9,10の測定結果から� ��み取り、圧力計9,10の指示値を演算し、マス フローコントローラー3aにかける1次圧力を算 出する。この結果を圧力調節用バルブ11に指� ��する。指令を受けた圧力調節用バルブ11は� �バルブの開閉状態を調整する。これによっ� �、マスフローコントローラー3aにかかる1次� �力が制御される。

 以上のように、本変形例の表面処理装置4 00においても、第1実施形態と同様な効果を得 ることができる。また、希釈ガス放出管410、 背圧弁414及び希釈ガス放出弁415を利用するこ とによって、希釈ガスが、加熱器8によって� �望の温度に達するまでフッ素ガスと接触し� �いように希釈ガス放出管410から放出できる� �これによって、希釈ガスを、混合器5への供� ��初期から所望の温度にて混合器5へ供給する ことができる。また、希釈ガスをもちいて加 熱器8を冷却するときは、用いた希釈ガスを� �希釈ガス放出管410、背圧弁414及び希釈ガス� �出弁415を利用して排気することによって、� �釈ガスを任意の流量で流下させることがで� �るとともに、加熱器8を迅速に冷却できる。

 また、反応器6における被処理物の反応終 了後等に、エジェクター4の下流に設けられ� �配管、機器及び装置に存在するフッ素ガス� �希釈ガスによってパージしたい場合、用い� �希釈ガスは加熱される必要がない。このた� �、希釈ガス供給装置1から供給される希釈ガ� ��を、フッ素ガスパージ用ガスライン420を用� ��てエジェクター4へ導入することによって、 加熱されていない希釈ガスを、任意の流量で 迅速且つ効率よくフッ素ガスをパージするこ とができる。

 以上、本発明の実施形態に係る表面処理� ��置及び変形例に係る反応器について説明し� ��が、本発明は上述の実施の形態及び変形例� ��限られるものではなく、特許請求の範囲に� ��載した限りにおいて様々な変更が可能なも� ��である。例えば、本実施形態において、エ� ��ェクターと混合器との間の連通管の途中又� ��混合器の下流側の配管に保温材が設けられ� ��いるものでもよい。この保温材により、外� ��温の影響を受けにくくなり、混合ガスを高� ��のまま反応器へ供給することができる。こ� ��により、処理ムラなどが生じることを抑止� ��きるとともに、処理効率をさらに向上させ� ��ことができる。

 また、本実施形態において、反応器を2つ 以上備えているものでもよい。この場合の表 面処理装置において、少なくとも1つの反応� �を反応器として用いるものとし、他の反応� �を加熱室として用いてもよい。

 また、本実施形態において、表面処理装� ��を構成する機器を、夫々遮断可能な弁がさ� ��に設けられているものでもよい。この弁は� ��一部又は全部に自動弁や手動弁等を用いて� ��よい。

 また、本実施形態において、混合ガスと� ��処理物との間に設けられている板上部材は� ��り外し可能なものでもよく、反応器又は可� ��部材に固設されているものでもよい。

 また、第1実施形態において、反応器と除 害装置との間にさらに排気装置等が設けられ ていてもよい。排気装置によって、反応器か ら混合ガスを排気させやすくなる。

 また、本実施形態において、反応器から� ��出されるガスがフッ素供給装置及び希釈ガ� ��供給装置へ導かれる配管がさらに設けられ� ��いるものでもよい。これにより、反応器か� ��排出されたガスに含まれるフッ素ガス及び� ��釈ガスを再び利用することができるととも� ��、除害装置において処理するフッ素ガスの� ��を減少させることができる。

 また、第2実施形態において、除害装置は 、除害塔を3塔有するものであるが、3塔に限� ��れず、4塔以上有しているものを用いてもよ い。そして、直列的に接続されている除害塔 は2塔に限られず、3塔以上でもよい。さらに� ��独立して接続されている除害塔は1塔に限ら れず、2塔以上でもよい。

 また、本変形例に係る表面処理装置400に� ��ける圧力制御装置430を、本実施の形態にお� ��る表面処理装置100,200に設けてもよい。これ によって、マスフローコントローラー3aにか� ��る一次圧力(入口圧力)を制御することがで� �るため、安定して希釈ガスを供給すること� �できる。