半導(dǎo)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(jìn)行。在我們生活的大氣環(huán)境中，充滿了大量的氮?dú)?、氧氣和其他各種氣體分子，這些氣體分子時(shí)時(shí)刻刻都在運(yùn)動(dòng)著。當(dāng)這些氣體分子運(yùn)動(dòng)到物體的表面時(shí)，就會(huì)有一部分黏附在該物體的表面。這在日常生活中，不會(huì)產(chǎn)生多大的影響。

    但在對(duì)周圍環(huán)境要求極高的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)工序中，這些細(xì)微的變化就會(huì)給生產(chǎn)帶來各種麻煩。每一半導(dǎo)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(huì)破壞器件的電學(xué)或光學(xué)性能。比如，當(dāng)希望在晶體層上再生長(zhǎng)一層晶體時(shí)(稱為外延），底層晶體表面吸附的氣體分子，會(huì)阻礙上面的原子按照晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行有序排列，結(jié)果在外延層中引入大量缺陷，嚴(yán)重時(shí)，甚至長(zhǎng)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(gè)大氣壓下，晶體表面的每一點(diǎn)上，每秒鐘內(nèi)都將受到幾億個(gè)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(gè)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(dǎo)體器件，如光碟機(jī)(CD、VCD和DVD)和光纖通信中用的半導(dǎo)體激光器，雷達(dá)或衛(wèi)星通信設(shè)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(dāng)部分的制作工序是在真空容器中進(jìn)行的。真空程度越高，制作出來的半導(dǎo)體器件的性能也就越好?，F(xiàn)在，很多高性能的半導(dǎo)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(fù)雜而昂貴的抽氣系統(tǒng)。此外，在半導(dǎo)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(duì)材料進(jìn)行照射和轟擊。在大氣中，氣體分子會(huì)和這些粒子發(fā)生碰撞，大大縮短它們的行進(jìn)路程，結(jié)果導(dǎo)致絕大多數(shù)粒子到達(dá)不了材料表面。