RTP系統采用輻射熱源逐片加熱晶片，溫度測量和控制由高溫計完成。過去傳統的熱處理工藝采用批量高溫爐，大量的晶圓在同壹個爐管內同時加熱。間歇式高溫爐仍被廣泛使用，更適用於處理時間相對較長(10分鐘以上)的熱處理工藝。
RTP技術應用廣泛。能迅速升至工藝要求的溫度(200~1300℃)，並迅速冷卻，通常以20~250℃/ s的速度；此外，RTP還可以很好地控制工藝氣體。因此，RTP可以在壹個配方中完成復雜的多階段熱處理工藝。RTP在短時間內快速升溫和處理的能力非常重要，因為先進的半導體制造要求熱處理時間要盡可能縮短，雜質擴散的程度要受到限制。用RTP代替慢熱處理工藝也可以大大縮短生長周期，因此RTP技術對於良率提高階段尤其有價值。
RTP系統有許多加熱結構、熱源和溫度控制方法。其中，用多排鹵化鎢燈加熱晶片是最常用的方法，因為它提供的熱源容易控制，方便有效，快捷。在RTP系統中，熱源直接面對晶圓表面，而不是像批量高溫爐那樣加熱晶圓邊緣。因此，RTP系統在處理大直徑晶圓時，不會影響工藝處理的均勻性和升溫(降溫)速度。壹般RTP系統還有晶圓旋轉功能，使得熱處理均勻性更好。
目前最先進的RTP系統可以在3 s內精確控制晶片表面的溫度分布
RTP的另壹個關鍵因素是溫度的測量和控制。圖1是由高溫計控制的RTP系統的示意圖，高溫計測量晶片背面的溫度。早期的RTP系統存在重復性差的問題，因為晶圓背面塗層不同時，光譜發射率會發生變化，導致溫度讀數錯誤。目前的RTP系統包含復雜的發射率校正系統，熱處理重復性非常好。
RTP的壹個重要應用是激活離子註入雜質形成超薄鍵。該工藝要求熱處理系統具有快速加熱和冷卻的功能，因為離子註入後，必須將晶圓加熱到1050℃左右進行高溫退火，以去除離子註入造成的損傷，激活註入的雜質，同時必須縮短高溫處理時間，使雜質離子的擴散最小化。為此，人們開發了壹種尖峰退火法，使晶片可以快速加熱，然後立即冷卻。
RTP的另壹個重要應用是金屬矽化物的形成。在此過程中，金屬薄膜與源極、漏極和柵極區域中的矽反應，形成金屬矽化物。在高級邏輯工藝中，常用的金屬是鈷，正在為65納米工藝開發鎳。金屬矽化物形成過程通常在500℃以下進行，晶片必須在高純氣體保護的環境中加熱，因為金屬膜對氧化反應非常敏感。RTP系統非常適合這種工藝。由於RTP的反應器較小，很容易通入高純度氣體進行凈化，形成非常潔凈的反應環境。
RTP在氧化反應中的作用越來越重要。由於RTP可以使用多種氣體進行高溫快速熱處理，因此可以精確控制工藝條件，生成性能優異的氧化膜。由RTP產生的氧化膜通常用於柵極介電材料、氧化膜和淺溝槽隔離(STI)墊。氣體中的水蒸氣為RTP開創了壹個新的應用領域。例如，用富含H2的蒸汽選擇性氧化含鎢柵疊層結構已經引起了先進DRAM技術的特別關註。