半導體製造中的熱處理（Thermal Treatment）是將晶圓加熱至高溫（200～1200℃）以改變材料特性或結構之製程的總稱。離子佈植後的損傷修復與雜質活化（退火）、閘極氧化層形成（熱氧化）、雜質擴散、金屬矽化物形成（silicidation）、薄膜緻密化與改質等，前段製程的許多步驟都會用到熱處理。
熱處理設備依處理方式大致分為3種。①批次式立式爐（Batch Vertical Furnace）可一次處理100～150片晶圓，用於低溫氧化、氮化、退火、LP-CVD 等。②單片式 RTP（Rapid Thermal Processing）以高強度燈管每次1片、在數秒～數十秒內急速升溫與急速冷卻，適用於形成淺接面以及鈷／鎳矽化物。③閃光退火與雷射尖峰退火則在毫秒以下的超短時間內只對表面局部加熱，是在將雜質再擴散降到最低的同時進行活化的最先進技術。
決定熱處理品質的主要參數有「溫度均勻性（Thermal Uniformity）」「升降溫速率（Ramp Rate）」「處理氣氛（氧化、氮氣、氬氣、氫氣）」「處理時間（Thermal Budget）」4項。先進製程要求將「熱預算（熱歷程的累積）」降到最低，過度熱處理造成的雜質重新分布、氧化與膜應力變化都會導致特性劣化，因此溫度與時間的管理極為重要。
市場上的競爭者包括應用材料（RTP 領域龍頭）、國際電氣（KOKUSAI ELECTRIC，批次爐領域龍頭）、東京威力科創（全產品線）、Mattson Technology、SCREEN 控股等。國際電氣在批次式立式爐與 LP-CVD 爐擁有約30%的全球市占率，特別是在 NAND/DRAM 記憶體製造上的高生產力備受肯定。應用材料則以 RTP 與閃光退火（Millisecond Anneal）引領先進邏輯市場。
在次世代元件（GAA、CFET、3D NAND 堆疊層數增加）中，傳統熱處理技術難以滿足的超低熱預算需求日益強烈。微波退火（Microwave Anneal）與紫外線（UV）固化處理等新方式的研發也在進行中，熱處理已成為設備技術與材料技術交會的重要開發前沿。