本发明提供一种半导体填孔真空系统及填孔方法，真空系统包括：至少一个晶圆传送腔结构、至少一个化学气相沉积腔结构以及至少一个等离子体刻蚀腔结构；化学气相沉积腔结构用于在待处理晶圆上的孔结构中进行介质膜沉积；等离子体刻蚀腔结构用于对经过化学气相沉积腔结构沉积后的待处理晶圆上的孔结构进行刻蚀。本发明设置晶圆传送腔结构、化学气相沉积腔结构、等离子体刻蚀腔结构，将介质膜沉积到待处理晶圆上的孔结构内，并使用通过刻蚀打开孔结构的闭合开口或者缩小的开口，在不破真空的前提下在同一个真空系统内部的不同腔室里通过交替进行介质膜沉积和刻蚀孔结构的开口的方法，实现优化孔结构的侧壁的介质膜填充。