Varmebehandling anvendes primært til doping (med phosphor eller bor) eller til oxidering af materialer.
De fysiske egenskaber på en overflade kan ændres under høje temperaturer, f.eks. gennem reduktion af urenheder i overflader.
Oxidering af siliciumoverflader er en nøgleproces i mikro- og nanofabrikation. Siliciumoxids egenskaber er meget forskellige fra silicium. Siliciumoxid er resistent overfor de fleste af de ætsningsprocesser, som anvendes på silicium og vice versa. Siliciumoxid er derfor velegnet som maskemateriale til ætsning og doping af materialer. Siliciums dielektriske, ikke-ledende, egenskaber anvendes ofte i halvlederkomponenter (f.eks. som gate oxid i MOSFET-komponenter). Se listen over udstyr til termisk behandling af materialer.