晶圆送进热氧化炉之前，工程师会先确认一件事，炉管里通的氧气够不够纯。这层在硅片表面长出来的二氧化硅介质膜，厚度往往只有几十到几百纳米，却决定了栅极绝缘和器件隔离的质量。氧化层一旦出现针孔或厚度不均，后续的光刻和刻蚀都会受影响，整片晶圆可能直接报废。
干氧氧化是生长高质量氧化层的主流路线。炉温控制在1000到1200摄氏度之间，通入的氧气纯度要求达到99.9999%以上，也就是6N级别，流量通常在0.5到2标准升每分钟之间。这个纯度门槛不是随便定的，氧气里哪怕只有百万分之几的水汽或碳氢化合物，在高温下都会和硅反应，在氧化层里留下杂质，影响击穿电压和漏电流指标。
湿氧氧化走另一条路。在1200摄氏度条件下，干氧流量3升每分钟配合湿氧流量3升每分钟，水汽携带氧原子加速氧化反应，生长速率比干氧快得多。湿氧适合生长较厚的场氧化层，但氧化层质量和界面态密度不如干氧，所以栅氧层几乎都用干氧工艺。有些产线会把两种方式结合，先用湿氧快速长到目标厚度的大部分，再用干氧收尾提升界面质量。
氧化均匀性是衡量工艺稳定性的核心指标。片内均匀性WIW、片间均匀性WTW和批间均匀性RTR都要求控制在正负2%以内，恒温区温度均匀性不超过正负1摄氏度，控温精度达到正负0.5摄氏度。一片12英寸晶圆上有上百亿个晶体管，氧化层厚度差出几个纳米，器件参数就会漂移，良率跟着掉。
低压氧化是另一种工艺选择。反应压力从250托到1个大气压之间可调，低压下氧化速率降低但均匀性改善，适合大尺寸晶圆的薄氧化层生长。晶体取向也影响氧化速度，(111)硅片的氧化速率大约是(100)硅片的1.7倍。干氧氧化的典型生长速率在0.01到0.1微米每小时之间，长一层100纳米的栅氧需要数十分钟，这段时间里炉温和气流必须纹丝不动。
杂质的影响需要分开看。水分会让氧化速率局部加快，造成厚度不均，氧化层表面出现云雾状缺陷；一氧化碳和总碳氢化合物在高温下分解，碳杂质进入氧化层和硅界面形成界面态，降低击穿场强，增加漏电流。6N纯度的氧气把这些杂质压到极低水平，配合炉管末端的气体纯化器，才能保证氧化层的电学性能达到器件设计要求。
供气方式要看产能规模。大型晶圆厂月产几万片晶圆，氧气用量大且连续，通常采用现场制气方案，变压吸附或真空变压吸附制氧后再经纯化塔提纯，通过管道直供各工艺车间，管道末端再加一级纯化器确保进入炉管的气体达到6N。研发线和小批量试产线用量小，用钢瓶或管束车供气更灵活，换瓶时必须用高纯氧吹扫管路，防止空气混入影响纯度。
实操中有几个细节容易出问题。气体管路要用电解抛光的316L不锈钢管，内壁粗糙度低才能减少杂质吸附和水分滞留。质量流量控制器的精度直接影响氧化速率，定期校准不能省，校准周期通常不超过半年。换瓶时先开瓶阀吹扫接头再接入系统，这个步骤跳过一次，可能整批晶圆的氧化层都要返工。炉管每次开舱维护后也要用高纯氧烘烤吹扫，恢复到本底杂质水平才能重新投片。
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