在水平式高温炉中，晶圆通常被放置在石英晶舟上，而晶舟放在一个碳化硅制成的晶舟承载架上。载有晶圆晶舟的承载架被缓慢推进石英炉管中，并将晶圆放到炉管的温度平坦区进行加热过程。加热后的晶圆必须被缓慢从炉管内拉出，避免突然的温度变化产生极大的热应力而导致晶圆弯曲.
在直立式高温炉中，晶圆面朝上放置在一个由石英或碳化硅制成的塔架上，然后塔架会被缓慢上举到石英反应室中进行加热，完成后需要缓慢将塔架降下以避免晶圆弯曲。
快速加热退火系统过程包括类似的过程，然而这些系统却很不相同，相关内容将在后面详细讨论。
氧化工艺
氧化是最重要的加热过程之一，是一种添加工艺，将氧气加人到硅晶圆后在晶圆表面形成二氧化硅。
硅很容易和氧发生反应，因此自然界中的硅大多以二氧化硅形态存在，如石英砂。硅很快和氧气发生反应在硅表面形成二氧化硅，反应式可以表示为：
Si+02乛Si02
二氧化硅是一种致密物质且能覆盖整个硅表面。如果要继续硅的氧化过程，氧分子就必须扩散穿过氧化层才能和底下的硅原子产生化学反应。生长厚的二氧化硅层会使氧气的扩散遇到阻碍而使氧化过程变得缓慢。当裸露的硅晶圆接触到大气时，几乎立刻就和空气中的氧或湿气产生化学反应生成一层大约10~20Å的二氧化硅，这就是所谓的原生氧化层，室温时这层很薄的二氧化硅可以阻止硅的继续氧化。下图说明了氧化过程。
氧化过程中的氧是气体，硅来自固态衬底，因此当生长二氧化硅时，就会消耗衬底上的硅，这层薄膜将朝向硅衬底内生长（见下图）。氧气普遍被使用于形成氧化物的工艺中，如热氧化、化学气相沉积、反应式溅镀沉积，以及刻蚀和剥除光刻胶过程。氧是地壳中最丰富的元素之一，也是大气中仅次于氮的第二含量元素。
高温时的热能使氧分子移动得更快，且使氧分子扩散穿过已经形成的氧化层与硅产生化学反应生成更厚的二氧化硅。温度越高，氧分子移动得就越快，氧化薄膜生长的速度也就越快高温生长的氧化薄膜质量比低温生长的薄膜高，所以为了获得高质量的氧化薄膜及较快的生长速率，氧化过程必须在石英炉中高温环境下进行。氧化是一种很慢的过程，甚至在温度超过1000℃的高温炉中都要花费数小时才能生长出厚度约为5000Å的氧化层。因此氧化工艺通常是批量过程，可同时处理100-200片的晶圆以获得合理的产量。
氧化工艺的应用
硅的氧化工艺是整个IC过程的基本工艺之一。二氧化硅有许多应用，其中之一是作为扩散遮蔽层。大多数半导体生产中使用的掺杂原子（如硼和磷）在二氧化硅中的扩散速率远低于在单晶硅中的速率。利用在遮蔽氧化层上刻蚀窗口，可以在指定区域进行掺杂扩散工艺。如下图所示，遮蔽氧化层的厚度大约为5000Å。