Kalvomateriaalien höyrystys-normaalipaineessa ei muodosta ihanteellisia ohuita kalvoja. Itse asiassa, jos paine ei ole tarpeeksi alhainen (tai tyhjiö ei ole tarpeeksi korkea), ei myöskään saavuteta hyviä tuloksia. Esimerkiksi kun alumiinia höyrystetään- 10 2 Torrissa, tuloksena oleva kalvo ei ole vain himmeä, vaan se voi jopa näyttää harmaalta tai mustalta. Sen mekaaninen lujuus on erittäin huono, ja kevyt harjaus orava{6}}hiusharjalla voi vahingoittaa alumiinikerrosta.
Höyrypinnoitus on suoritettava tietyissä tyhjiöolosuhteissa seuraavista syistä:
1. Korkea tyhjiö varmistaa, että höyrystyneiden molekyylien keskimääräinen vapaa reitti on suurempi kuin etäisyys haihdutuslähteestä substraattiin. Kaasumolekyylien lämpöliikkeestä johtuen törmäykset niiden välillä ovat erittäin yleisiä. Siksi kaasumolekyylien suuresta nopeudesta (jopa useita satoja metrejä sekunnissa) huolimatta ne törmäävät muihin molekyyleihin useita kertoja liikkuessaan eteenpäin. Matkaa, jonka molekyyli kulkee kahden peräkkäisen törmäyksen välillä, kutsutaan sen vapaaksi poluksi, ja suuren molekyylimäärän vapaiden polkujen tilastollista keskiarvoa kutsutaan keskimääräiseksi vapaaksi poluksi.
Koska kaasun paine on verrannollinen molekyylien määrään tilavuusyksikköä kohti, myös keskimääräinen vapaa reitti on verrannollinen kaasun paineeseen. Tyhjiöohutkalvopinnoituksen aikana, kun kerrostumisetäisyys on suurempi kuin molekyylien keskimääräinen vapaa reitti, sitä kutsutaan matalaksi tyhjiöpinnoitukseksi, kun taas kun kerrostumisetäisyys on pienempi kuin molekyylien keskimääräinen vapaa reitti, sitä kutsutaan korkeaksi tyhjiöpinnoitukseksi. Suurtyhjiöpinnoituksen aikana törmäykset haihtuneiden atomien (tai molekyylien) ja jäännöskaasumolekyylien välillä ovat merkityksettömiä, joten höyrystyneet atomit lentävät suorassa linjassa substraattia kohti. Tämä sallii höyrystettyjen atomien, jotka saavuttavat substraatin suurella kineettisellä energialla, kondensoitua alustalle muodostaen suhteellisen vahvan kalvokerroksen. Alhaisen tyhjiölaskeutuksen aikana törmäykset voivat saada höyrystyneiden atomien vaihtamaan nopeuttaan ja suuntaaan, mikä mahdollisesti jopa muodostaa avaruuteen höyryatomien joukon, -samanlainen kuin ilmakehän vesihöyryn vaikutuksesta muodostuva sumu.
2. Korkeampi alipainetaso voi vähentää jäännöskaasukontaminaatiota. Alhaisemmalla tyhjiötasolla tyhjiökammiossa on lukuisia jäännöskaasumolekyylejä (kuten happea, typpeä, vettä ja hiilivetyjä), jotka voivat muodostaa merkittävän uhan ohutkalvon kerrostumiselle. Nämä kaasut törmäävät höyrystyneiden kalvomolekyylien kanssa lyhentäen niiden keskimääräistä vapaata reittiä; ne törmäävät muodostettavan kalvon pintaan ja reagoivat sen kanssa; ne asettuvat jo muodostuneen kalvon sisään ja kuluttavat sitä vähitellen; ne reagoivat haihtumislähteen kanssa korkeissa lämpötiloissa ja lyhentävät sen käyttöikää; ja ne muodostavat haihdutetun kalvon pinnalle oksidikerroksen, mikä häiritsee saostusprosessia.
Siksihaihdutustyhjiöpinnoituskonesen on oltava tyhjiötilassa kalvokerroksen päällystämiseksi, jotta kalvokerros on kiinteä ja vapaa epäpuhtauksista.
