概括地讲，本发明涉及可引入反应性气体从而引起化学反应的真空化学反应设备。更具体地说，本发明是同一种能同时处理许多物件，如半导体基片，电子元件和光学元件的真空化学反应设备有关。这种真空化学反应设备可用作反应性离子刻蚀装置。化学气相淀积装置和表面处理装置等等。 在真空状态下进行化学反应的各种不同的反应设备早已经有人提出过，在这类真空反应设备中，对于如何把待处理的物件（称为“基片”）送入反应器中以提高生产率的问题已做过许多努力。
现在先概述一下先有技术中的这类真空反应设备。
按照一种常用的方法，许多基片是安排在一个单一的平面上或者是一个三维支架的整个表面上。例如本发明的申请人Tatsuo ASAMAK I在题为“形成薄膜的基本概念”的书中就描述过这种方法（Nikkan，Kogyo Shinbun出版社，1984年7月30日出版，第1201页，图5.24（a）。在这一图上，许多基片是放在一块薄的圆形平板的上表面上，类似地，如表9.4C（第194页）所示，许多基片是放在一圆柱形或正方形立柱的侧表面上（内表面或外表面）。不过，按照这些先有技术方法，能安置在基片支架表面上的基片数量总是被限制在一较小的数目。
另一种先有技术方法是在一件标题为“气相等离子处理设备”的日本未审查专利申请，申请号为59-159532（1984年）的说明书中介绍过。正、负两个电极或双电极（射频电源情况下），在垂直方向上彼此交替地叠置在一起。按照这一方法，每个电极的前、后表面的一个表面上，通常是用绝缘材料复盖着，所以基片只能安置在一个表面上，所能采用的基片的数量也就受到了限制。
本发明的一个目标是要改进这些通常的缺点，提供在一个处理循环中能安置许多基片的高度可靠的真空化学反应设备。
本发明的另一个目标是要提供安置基片数量与通常的真空化学反应设备相同，但比通常的真空化学反应设备更为紧凑的真空化学反应设备。
本发明的再一个目标是要提供既使基片支架用射频电源供电，也能进行均匀处理室真空化学反应设备。
本发明的这些目标可通过提供包括下列各项装置的真空化学反应设备来完成：
在真空条件下能存放许多待处理物件如基片，电子元件和光学元件等的真空室;
把真空室内部的压力抽空到预定的低压力值的抽气装置;
抽气装置完成抽气操作后，把一种反应性气体导入真空室内，以便各个物件的表面能进行化学反应的导气装置;
将许多物件保持在真空室内的物件保持装置;
将在真空室外的许多物件运送到位于真空室内的物件保持装置的传输装置，
其特征是：
该物件保持装置包括挂片架和从挂片架伸展开来的许多挂片座，这些挂片座上有许多保持物件的支承构件，以让大量物件基本上挂满挂片座的整个表面;
该挂片架可在真空室内移动，利用这一移动，至少有两个被该物件支承构件所支承的物件，可被输送过既定的基本上是相同的平面;
接受来自物件支承构件上的至少两个基本上是位于相同平面上的物件并将其送到输送装置去的装置。
通过下面所述本发明推荐的实施方案并结合对附图的说明将会使本发明的特点变得更为明确。
图1、2和3示出的是本发明第一个推荐的真空化学反应设备实施方案;
图4和图5是第二个推荐的实施方案简图，其中只示出了其结构特点;
图6至图15是推荐的其他实施方案简图，其中只示出了其结构特点。
第一个真空化学反应设备方案
以下就第一个推荐的实施方案的真空化学反应设备进行说明。
图1是沿图2的1-1线截取的真空化学反应设备正面剖视图。图2是其平面剖视图，图3是第一个推荐的真空化学反应设备实施方案的局部剖视图。在这些图中，标注的数字10表示真空室，11表示壳体，12表示插入电极的绝缘体，13表示与抽气系统（由箭头表示）连接的抽气管。再有，标注数字14表示法兰，15表示将基片41至46通过孔17送至壳体11内的盖板，16和19表示O形圈。标注数字30表示供引入一预选的反应性气体的供气系统，在图1中它用一箭头表示，还可以连接可变流量的阀门，或流量控制装置。标注数字31是与真空系统相联的接管，32表示将气体均匀分配在各基片表面上的气体分配机构，33表示许多窄孔。标注数字40代表一组基片，以典型地示出待处理的物件，41至46表示基片。
标注数字50代表一基片架，它是本发明的一个特点。51，52和53表示从挂片架56的一面伸展出来的一些挂片座。这些从挂片架56的一面伸展出来的挂片座，从侧面视图看，形状似一“梳子”。标注数字54表示冷却或加热基片用的介质空间。当基片需要冷却时，水就直接流经这一空间54。
另一种方式，介质事先冷却或加热到一预定的温度，然后流经空间54。介质的导入和抽出是按箭头59所示的方向进行的。标注数字60是电源的接线端，当基片需要比以上的情况加更多的热量时，就采用在基片架横截面视图上所示的加热板61，加热板61的背面被一加热器63（例如红外加热灯或一盘管式加热器）加热。64表示加热器的电源，62表示由一薄板做成的连接构件，用以防止加热板61的热量被辐射掉。
回到图1上来，在挂片座51的几乎整个表面上都装有基片的支承构件55。
标注数字57代表具有既定功能的平面，是本发明的另一个特点。当基片组40的基片41和42被基片支承构件55支承的同时，借助于一适当的传输机构（图中未详细示出），使挂片架56沿着箭头58所示的方向移动，则基片41和42就可被转移到这一预定的平面57上。这样，基片就可从真空室10中引出（见图2）。
根据本方案，在真空室10的外面有一台自动装置70（用70简单表示），通过打开盖板15，可用以传送基片。也即当自动装置70移动到对准挂片座51至53的方向时，基片就可装入或从真空室取出。
为了能够在真空化学反应设备内实现高度可靠的处理作业，真空室10内部总是保持在真空状态下。基片架50，以及挂片架56沿箭头58方向移动是有好处的，这样可把很多基片传送到平面57上，从而很容易地被取出来。
在图2中，标注数字80表示在真空室10内部进行磁控管式放电的磁场布置方案。磁场的方向同箭头58的方向一致，81表示线圈，82表示向线圈81提供的电源。
回到图1上来，射频源90通过一电路匹配箱92连接到真空化学反应设备上。
根据本发明以上所述的实施方案，依照各自的用途，同样可修正而使其适用于一般的反应性离子刻蚀装置，各种类型的刻蚀装置，化学气相淀积装置和表面处理装置。
反应性离子刻蚀装置
如前所述，以上的真空化学反应器可具体应用于反应性离子刻蚀装置。参阅图1和2，真空室10被抽气系统20抽空到一预定的压力。在大部分情况下，真空室10是变成所谓的“超高真空”状态。抽空空气之后，通过导气系统30向真空室10内通入一种预选气体。然后把真空室10内的压力调节在一预定的压力下，并供入射频能源。结果就产生如93的影线所示的放电等离子体，基片41等就被反应刻蚀。
在真空室10内预定的等离子刻蚀完成之后，中断射频能源的供入。然后向真空室10内引入氮气、氩气等惰性气体。惰性气体一直引入到真空室10中的压力到达通常的一个大气压力为止。此后，打开盖板15，利用自动装置70同挂片架56相接合做为基片输送装置，把经刻蚀处理过的基片取出，并将其他新的基片放进真空室10内。基片的输送是沿着某个表面或是自动装置70的平面57进行的。在气体抽空后，就进行以后的连续操作过程。
当进行刻蚀时，真空室10的内部总是保持在某一真空压力下，可采用一阀门（未详细示出）代替盖板15，而且最好是连接到随后的一个真空室上。也即是说，上述方案的真空室要按照前面所提到出版物的图5.23（b）;5，23（d）;5.24（b）或5.24（a）中（见第119至120页）所披露的方式重新设计。值得提出的是，虽然在那些图中没有示出有阀门，但为了分阶段地把这些真空室预调到它们各自要求的压力上，将阀门接到这些真空室是完全必需的。在这种特殊的情况下。基片架50是按箭头58所示的方向移动，而基片是从三个区段取出（如果基片41和基片42相交一个给定的角度，则上述的既定平面57的总数就共计为6个。因此，基片就得从这6个平面57取出）。如果不采用气体分配器32，则基片架50就可在同箭头58相垂直的方向作进一步的传递，因此，取出基片的地区就可减少。
低压化学汽相淀积
按照本发明，除反应性离子刻蚀以外，用于基片处理的真空化学反应设备的操作与上述的实施方案是极为相似的，不过，如果这一反应设备用做低压化学汽相淀积（CVD）设备。就需要有不同的结构。也就是需要采用如图3所示的挂片座51和加热板61，而加热板61是用作基片从中取出的基片架。在这一情况下，设备内不需提供射频源。不过，如果经过了几个化学汽相淀积处理循环以后，平面57附近需要进行清理的话，就需要同前述的实施方案一样，进行同样的刻蚀处理。
按照本实施方案，由于磁场可预先设备与电场相垂直，磁控管式放电电压低，而沿挂片架56表面产生的功率高，因此可实现较强烈的反应。而且，由于降低了放电电压，半导体化学反应的损伤就少了。
再者，根据本发明，真空化学反应设备也可采用与标准设备一样的其他设计条件。例如，如果除基片以外，别的地方不希望发生化学反应，则可采用下列的条件：
（1）在采用放电处理的情况下，不需要有化学反应的地方必须用适当的绝缘材料加以屏蔽。
（2）在不利用放电而采用低压化学汽相淀积处理的情况下，以上所说的地方可以冷却到一较低的温度。
前面已经详细地说明，本发明采用一种基片架50，基片41至46等可以三维地布置在从挂片架56伸展出来的一些挂片座51至53的几乎整个表面上。因此，就有可能提供一种在一小的空间内存放极大量基片的高生产率的真空化学反应设备。换句话说，也就是在相同的处理能力下，可制得一种比普通真空化学反应设备更为紧凑的真空化学反应设备。
再有，由于基片架56是由粗的杆件制成的，电感值较小，因而它的高频阻抗可以忽略不计，对安置在挂片座51上的大量基片就能产生均匀的等离子体。这是因为不产生驻波和不发生因电感而引起的势差分布的缘故。从而，在处理基片的过程中，基本上不存在差别，例如刻蚀处理速率和薄膜的形成速率都不会有差别，而且能够获得大量处理均匀的基片。另外，利用磁场则可达到较高的处理速率和较低的使用电压。
推荐的其他实施方案
图4（平面图）和图5（正视图）示出了第二个推荐的实施方案。从这些图上看到的，只是基片41和一个新的基片架150，其他的装置如导气系统等，为了简化的目的而省略掉了。
值得提出的是，与图1至图3中所示相同或相似的零件，将用相同的标注数字。
按照第二个实施方案，它的挂片座151至153的长度，同原来的挂片座51至53相比是加长了，因此基片41至46的数量比第一实施方案可增加许多（见图1和图5）。在这一方案中，基片架150可沿箭头58移动，因而可将基片41至46输进和输出真空室（未详细示出）。当基片架150沿箭头58运动时（见图4）。接线端60是固定在垂直于图5平面方向并用虚线表示的圆圈600的地方（见图5）。基片架150就是沿着这一方向移动的。
很明显，这一基片架150的侧视图具有矩形形状，它同上述的基片架50所具有的梯形形状是不相同的（见图1和图5）。
现在再看图6和7，以便说明第三个推荐的实施方案。图6和图7都是平面视图。按照第三个实施方案，基片241和242分别具有矩形和圆柱形立柱的形状，挂片座251和252的形状能分别地同基片241和242相适应，因而基片241和242可分别地复盖在挂片座251和252的表面上，当考虑到挂片座或基片的形状时，挂片座251和252在挂片架256及257上的设置位置是可以选择的，以使基片挂在挂片座上能达到较高的密度。由于挂片架250和251的安排是可随待处理基片的形状而变化，因而真空化学反应设备就可用以处理各种不同形状的基片。如多边锥体，多边锥体，圆柱和圆锥体等。
参考图8、图9和图10，它们示出了第四个推荐的实施方案，有基片架350，450和550的透视图。在这些图中，挂片座351，451和551是从管状挂片架356，456和556的周边伸出的，而大量的基片41可以挂在这些挂片座的两侧表面上。特别是根据图10所示的推荐的实施方案，其优点是一些大型的基片541，543和545可以放在挂片座551上。同样，箭头58和59表示了挂片架556的传输方向。
如前所述。图4至图10的实施方案只表示出基片架而已，而其他的构造，如气体的导入系统等是省略了。
值得注意的是，当整个区域都需要用于精确地处理基片，而且气体压力又较低时，就需要提供伸出的部件（如图1所示的气体分配器32和喷嘴），以便在基片的表面上能得到均匀的气体分布和均匀的电场，这些在图上也是省略掉了。
现在来说明第五个推荐的实施方案，请参考图11至图13，这些图只部分地以透视图的方式示出了基片架和挂片座的结构。可以理解，虽然图11，12和13所示的结构各不相同，但是它们还是有共同的结构特点的，因而这些结构就归于第五个实施方案。按照图11至图13所示的实施方案，挂片座651和751一般都是在挂片架656和756的周边，以径向分布的方式形成的，而大量的基片41，42和43是挂在相应的挂片座651和751上的。
如同从图11至13所看到的那样，挂片座651和751的形状从正视图看去是成梯形的。再有，按照第五实施方案，基片架650和850可按箭头58所示的方向绕导管660和860的轴线转动（见图11图12）。结果，基片41，42和43就可很容易地移动。因此传送机构（如图12上由70所表示的自动装置就可做得更简单。当为了在箭头581所示的方向提升基片架850而附加采用一个提升机构（图中未详细示出）时，则按照图12所示的实施方案，许多基片就可安置在多重的挂片座上。因此，大量的基片就可同时在其中进行处理。
图13中的标注数字100表示一块防止基片架750表面放电的屏蔽板。
最后，另一推荐室实施方案可参考图14和图15加以概括，图中的基片架950和960是平面图。这一实施方案的基本思想和图11至图13所示的第五实施方案是相同的。也就是说，挂片座951和961都是从位于中央的挂片架956和966的径向伸展出来的，正如图14和图15所示的那样。
正如从图14A和14B所看到的，两相邻挂片座951的表面952和953是布置成彼此相平行的（在图14A上只表示出这些表面952和953的边线），挂片座的形状从平面试图看来像一风扇。在图15中，从径向地伸展出来的各个挂片座961是按所要求的“α”角度相隔开的，这些挂片座961的形状基本上是矩形的。
本发明已就一些推荐的实施方案进行了说明，很显然，对于那些熟悉本技术领域的人员来说，在不离开本发明范围的精神实质条件下，还可以做出各种不同的变化和替代其中相应的一些零件。此外，在不离开本发明的实质性内容的前提下，也可能做出许多的修改以使特殊的情况或材料适应本发明的说明。
例如，有可能选择磁场的方向使之保持恒定或者交替地改变。再有，在上述的平面57上也可以采用旋转的磁场。同样，为了控制放电强度，改变场强也是可能的。
正如前面已作的详细介绍，这一真空化学反应设备可同时贮放大量的基片，以供同时按照本发明的方法，在可靠和稳定的条件下处理所有这些基片。换句话说，本发明可以提供一种能处理相同数量的基片，但比普通的真空化学反应设备更为先进、可靠和紧凑的真空化学反应设备。