半導體器件的生產(chǎn)，除需要超凈的環(huán)境外，有些工序還必須在真空中進行。在我們生活的大氣環(huán)境中，充滿了大量的氮氣、氧氣和其他各種氣體分子，這些氣體分子時時刻刻都在運動著。當這些氣體分子運動到物體的表面時，就會有一部分黏附在該物體的表面。這在日常生活中，不會產(chǎn)生多大的影響。
但在對周圍環(huán)境要求極高的半導體器件的生產(chǎn)工序中，這些細微的變化就會給生產(chǎn)帶來各種麻煩。每一半導體器件都包含著許多層各種各樣的材料，如果在這些不同的材料層之間混入氣體分子，就會破壞器件的電學或光學性能。比如，當希望在晶體層上再生長一層晶體時(稱為外延），底層晶體表面吸附的氣體分子，會阻礙上面的原子按照晶格結(jié)構(gòu)進行有序排列，結(jié)果在外延層中引入大量缺陷，嚴重時，甚至長不出晶體，而只能得到原子排列雜亂無章的多晶或非晶體。
在一個大氣壓下，晶體表面的每一點上，每秒鐘內(nèi)都將受到幾億個氣體分子的撞擊，所以，要得到干凈的晶體表面，通常要使氣體分子的密度降低到大氣密度的幾億分之一才行，即需要獲得一個真空環(huán)境。為此，人們制造了大大小小的密封容器，并發(fā)明了各種各樣的真空泵，將空氣從這些密封容器中抽出，使其內(nèi)部成為真空環(huán)境。
很多半導體器件，如光碟機(CD、VCD和DVD)和光纖通信中用的半導體激光器，雷達或衛(wèi)星通信設備中的微波集成電路，甚至許多普通的微電子集成電路，都有相當部分的制作工序是在真空容器中進行的。真空程度越高，制作出來的半導體器件的性能也就越好。現(xiàn)在，很多高性能的半導體器件都是在超高真空環(huán)境中制作出來的。要獲得所謂超高真空，就是其中的氣體分子密度只有大氣中的幾千億分之一至幾百萬億分之一！
要獲得超高真空環(huán)境，需要非常復雜而昂貴的抽氣系統(tǒng)。此外，在半導體器件的加工過程中，需要用電子束、離子束和分子束等粒子對材料進行照射和轟擊。在大氣中，氣體分子會和這些粒子發(fā)生碰撞，大大縮短它們的行進路程，結(jié)果導致絕大多數(shù)粒子到達不了材料表面。
