結論：熱酸化はシリコンを高温で酸化してSiO₂膜を形成する技術、RTA（Rapid Thermal Annealing）は短時間・高温熱処理でイオン注入後の活性化や膜質改善を行う技術。どちらも半導体前工程で欠かせない熱処理プロセスだ。
熱酸化とは
熱酸化はシリコンウェーハを800〜1200℃の高温炉に入れ、酸素（O₂）または水蒸気（H₂O）雰囲気下でSiを酸化してSiO₂膜を形成するプロセスだ。SiとO₂が直接反応するため、CVDやALDで成膜する堆積型酸化膜と異なり、Si/SiO₂界面の品質が極めて高い。トンネル酸化膜（フラッシュメモリのゲート絶縁膜）やゲート酸化膜（トランジスタ）に使用される。
乾式酸化と湿式酸化
熱酸化には乾式（ドライ）酸化と湿式（ウェット）酸化がある。乾式酸化はO₂ガス雰囲気で成長速度が遅く、膜質が高く界面準位密度が低いため薄いゲート酸化膜に使用する。湿式酸化はH₂OまたはO₂+H₂雰囲気で成長速度が速く、膜質はやや劣るが厚い酸化膜を短時間で形成でき、素子分離用STI酸化や保護膜に使用する。
RTA（Rapid Thermal Annealing）
RTAは赤外線ランプ（ハロゲンランプ）や閃光ランプを使って、ウェーハを秒単位〜ミリ秒単位で急速に昇温・加熱した後、急冷するプロセスだ。イオン注入後の活性化アニールに多用され、格子欠陥の修復とドーパント（リン・ボロン・ヒ素等）の活性化を目的とする。炉アニール（数十分〜数時間）と比べて短時間のため、熱予算（Thermal Budget）を最小化できる。先端ノードではミリ秒アニール（MSA：Millisecond Annealing）やスパイクアニールが使われる。
HKMG形成における役割
先端トランジスタのHKMG（High-k Metal Gate）構造では、High-k絶縁膜（HfO₂等）のCVD・ALD成膜後にRTA処理で膜の結晶化・界面層の制御を行う。RTAの温度・時間の精密制御がHKMGの電気特性を左右するため、装置の温度均一性・昇降温速度の制御精度が極めて重要だ。次世代GAA（Gate All Around）トランジスタの形成でも熱酸化・RTAの役割は引き続き重要性が増している。
投資・M&A視点
熱処理装置市場はApplied Materials（Vantage Radiance RTP）・TEL・Mattson Technology（日本電気硝子傘下）が競合する。Mattson TechnologyはM&Aの歴史が長く、現在は日本電気硝子グループに属する。熱処理は一見地味だが、トランジスタ性能を直接決定する基盤技術として投資・M&A分析で見落とせない工程だ。先端ノードの熱予算管理の厳しさが増すにつれて、高精度RTPの市場価値は高まっている。
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