CN117686244A - 晶圆加热盘性能检测工装及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，提供了一种晶圆加热盘性能检测工装及检测方法，所述晶圆加热盘性能检测工装，包括：供电单元、多路温度采集单元和控制单元；所述供电单元用于为所述加热盘供电；所述多路温度采集单元包括多个温度采集探头，各所述温度采集探头分别用于采集加热盘的加热面的不同位置的实时温度；所述控制单元用于控制加热盘升温或降温至设定温度，并基于各温度采集探头检测的实时温度计算所述升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。上述装置可全面快速的对晶圆加热盘性能进行检测，以提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

Description

晶圆加热盘性能检测工装及检测方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆加热盘性能检测工装及检测方法。

背景技术

晶圆加热在半导体器件制造中也是不可缺少的环节之一，通常要将晶圆加热至高温状态进行相关工艺。

加热盘为晶圆加热的常用设备，晶圆放置在加热盘上表面，通过加热盘对晶圆进行加热。加热盘表面温度均匀性、稳定性、加热速率、冷却速率等性能参数将直接决定半导体器件在此工艺制程的质量和良率。

目前晶圆加热盘基本上没有标准件，都是定制加工件，成本昂贵。在实际使用过程中，也只是仅仅检测加热盘的表面平面度，而对其实际性能例如表面温度均匀性、加热速率，冷却速率等参数并未进行检验，就直接集成整机，大大增加了后续工艺的不确定性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆加热盘性能检测工装及检测方法，用于对现有加热盘的性能进行检测，以提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆加热盘性能检测工装及检测方法，用于对现有加热盘的性能进行检测，以提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

本发明提供了一种晶圆加热盘性能检测工装，包括：供电单元、多路温度采集单元和控制单元；

所述供电单元用于为所述加热盘供电；

所述多路温度采集单元包括多个温度采集探头，各所述温度采集探头分别用于采集加热盘的加热面的不同位置的实时温度；

所述控制单元用于控制加热盘升温或降温至设定温度，并基于各温度采集探头检测的实时温度计算所述升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

上述晶圆加热盘性能检测工装用于对现有加热盘的性能进行检测，其可以检测加热盘的升温速率、降温速度和温度均匀性数据，尤其可以检测加热盘处于最大功率加热阶段时的最大升温速率以及位于温控阶段(缓慢加热阶段)时的普通加热速率，可全面快速的对晶圆加热盘性能进行检测，有助于提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

本发明在检测过程中，通过多个温度采集探头分别采集加热盘上表面的不同位置的温度值，一方面有助于获取其分度均匀性数值，另一方面也有助于获取各个位置的升温速率或者降温速率，有助于综合的评判加热盘的综合性能，该检测方法满足晶圆加热过程中对温度严格的控制需求。

可选地，所述控制单元用于检测所述加热盘的温控开度，若所述温控开度为最大开度，则所述加热盘处于最大功率加热阶段，标定此时的升温速率为最大升温速率。

可选地，若所述温控开度小于最大开度，则所述加热盘处于温控阶段，标定此时的升温速率为温控升温速率。

可选地，所述温度均匀性数据通过以下方式获得：

所述温度采集探头设置有N个，N为大于1的正整数；

所述加热盘温度稳定时，各温度采集探头在同一时间采集实时温度，以获得加热盘不同位置的N个实时温度，并在N个实时温度中选取最大实时温度Rmax和最小实时温度Rmin；

温度均匀性数据＝(Rmax-Rmin)/2。

可选地，各温度采集探头通过以下方式采集实时温度，

温度采集探头每间隔Ts分别采集一个温度值，共采集M个温度值，对M个温度值取中位数作为所述实时温度。通过中位数的方式，可以过滤异常检测数据，例如过滤异常的突变温度数值，以保证检测的准确性。

可选地，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括显示单元，所述显示单元用于显示实时温度和/或升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

可选地，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括壳体，所述壳体具有用于容置所述加热盘的检测腔室，所述多路温度采集单元设置于所述检测腔室内。

可选地，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括散热风扇，所述散热风扇设置于所述壳体用于为所述检测腔室散热；和/或，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括把手，所述把手设置于所述壳体的顶部；和/或，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括脚垫，所述脚垫设置于所述壳体的底部。

一种晶圆加热盘性能检测方法，包括以下步骤：

S1：设置加热盘的设定温度，并控制加热盘由初始温度变温至设定温度，若所述设定温度大于等于初始温度，至执行步骤S2，若所述设定温度小于初始温度，至执行步骤S3；

S2：在所述加热盘升温阶段通过各温度采集探头所检测的实时温度计算升温速率，在所述加热盘温度稳定阶段通过各温度采集探头所检测的实时温度计算温度均匀性数据；检测所述加热盘是否关闭加热，若关闭加热，则执行步骤S3。

S3：在所述加热盘降温阶段通过各温度采集探头所检测的实时温度计算降温速率。

可选地，所述步骤S2中，通过如下方法计算所述温度均匀性数据：

所述温度采集探头设置有N个，N为大于1的正整数；

所述加热盘温度稳定时，各温度采集探头每间隔Ts分别采集一个温度值，共采集M个温度值，每个探头对所检测的M个温度值取中位数作为实时温度；以获得加热盘不同位置的N个实时温度，并在N个实时温度中选取最大实时温度Rmax和最小实时温度Rmin；

温度均匀性数据＝(Rmax-Rmin)/2。

综上所述，所述晶圆加热盘性能检测工装，包括：供电单元、多路温度采集单元和控制单元；所述供电单元用于为所述加热盘供电；所述多路温度采集单元包括多个温度采集探头，各所述温度采集探头分别用于采集加热盘的加热面的不同位置的实时温度；所述控制单元用于控制加热盘升温或降温至设定温度，并基于各温度采集探头检测的实时温度计算所述升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

如此配置，本发明中的晶圆加热盘性能检测工装用于对现有加热盘的性能进行检测，其可以检测加热盘的升温速率、降温速度和温度均匀性数据，尤其可以检测加热盘处于最大功率加热阶段时的最大升温速率以及位于温控阶段(缓慢加热阶段)时的普通加热速率，可全面快速的对晶圆加热盘性能进行检测，有助于提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

本发明在检测过程中，通过多个温度采集探头分别采集加热盘上表面的不同位置的温度值，一方面有助于获取其分度均匀性数值，另一方面也有助于获取各个位置的升温速率或者降温速率，有助于综合的评判加热盘的综合性能，该检测方法满足晶圆加热过程中对温度严格的控制需求。

附图说明

图1为本发明一实施例的晶圆加热盘性能检测工装的立体结构示意图；

图2为本发明一实施例的晶圆加热盘性能检测工装的后视结构示意图；

图3为本发明一实施例的显示单元的显示界面示意图；

图4为本发明一实施例的晶圆加热盘性能检测工装的原理示意图；

图5为本发明一实施例的晶圆加热盘性能检测工装的工作逻辑图。

其中，附图标记如下：

10-供电单元；

20-多路温度采集单元；21-温度采集探头；

30-控制单元；

40-显示单元；

50-壳体；51-供电接口；52-通讯接口；53-指示灯；

60-散热风扇；

70-把手；

80-脚垫；

90-通讯单元；91-温度采集接口；92-通讯接口；

100-加热盘。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的晶圆加热盘性能检测工装及检测方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”或“多个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。此外，如在本发明中所使用的，“安装”、“相连”、“连接”，一元件“设置”于另一元件，应做广义理解，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，诸如上方、下方、上、下、向上、向下、左、右等的方向术语相对于示例性实施方案如它们在图中所示进行使用，向上或上方向朝向对应附图的顶部，向下或下方向朝向对应附图的底部。

晶圆加热在半导体器件制造中也是不可缺少的环节之一，通常要将晶圆加热至高温状态进行相关工艺。

加热盘为晶圆加热的常用设备，晶圆放置在加热盘上表面，通过加热盘对晶圆进行加热。加热盘表面温度均匀性、稳定性、加热速率、冷却速率等性能参数将直接决定半导体器件在此工艺制程的质量和良率。

目前晶圆加热盘基本上没有标准件，都是定制加工件，成本昂贵。在实际使用过程中，也只是仅仅检测加热盘的表面平面度，而对其实际性能例如表面温度均匀性、加热速率，冷却速率等参数并未进行检验，就直接集成整机，大大增加了后续工艺的不确定性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆加热盘性能检测工装及检测方法，用于对现有加热盘的性能进行检测，以提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

所述晶圆加热盘性能检测工装包括：供电单元10、多路温度采集单元20、控制单元30、显示单元40、壳体50、散热风扇60、把手70和脚垫80等部件。

其中供电单元10、多路温度采集单元20、控制单元30、显示单元40均可以集成于壳体50上。

请参考图1所示，壳体50呈长方体结构，所述壳体50具有用于容置所述加热盘的检测腔室，壳体50上可以设置透明观察窗或者透明启闭门，以方便观察检测腔室内部，同时便于加热盘的取放。

加热盘的大小适配于所加热晶圆的大小，壳体50的大小适配于加热盘的大小。壳体50的整体尺寸相对而言不大，其较为适合灵活移动，在此基础上，本实施例中在壳体50的顶部增设把手70，把手70可以为但不限于皮质、金属等材质，把手70优选设置于壳体50顶部的中心位置并呈倒置U形结构，可便于手持移动。

所述供电单元10用于为所述加热盘供电；在壳体50上集成有供电接口51，供电单元10可通过供电接口51为位于检测腔室内的加热盘供电，同时也可以为多路温度采集单元20、控制单元30以及显示单元40等部件供电，其中供电单元10可以为外置电源。

所述多路温度采集单元20设置于所述检测腔室内，所述多路温度采集单元20包括多个温度采集探头21，各所述温度采集探头21分别用于采集加热盘的加热面的不同位置的实时温度。

温度采集探头21可采用接触式温度传感器或非接触式温度传感器。

其中接触式温度传感器需要与被测对象物理接触，并使用热传导来监测温度变化。它们可用于在很宽的温度范围内检测固体、液体或气体。

非接触式温度传感器使用对流和辐射来监测温度变化。其可以为红外温度传感器，其适用于各类材料的表面温度测量。

本实施例中，温度采集探头21选用接触式温度传感器，其可以采用热电偶传感器、热敏电阻传感器、铂电阻传感器以及集成(IC)温度传感器等类型的传感器。

其中热电偶传感器的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，由该原理可知热电偶的一个优势是其无需外部供电。热电偶还有测温范围宽、价格便宜、适应各种大气环境等优点。热电偶两种不同成份的材料连接是标准的，根据采用材料不同可分为K型热电偶、S型热电偶、E型热电偶、N型热电偶、J型热电偶等等。

其中热敏电阻传感器是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。正温度系数热敏电阻(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件，被广泛应用于各种电子元器件中。热敏电阻通常在有限的温度范围内可实现较高的精度。热敏电阻通常由陶瓷材料制成，例如镀在玻璃中的镍、锰或钴的氧化物，这使得它们很容易损坏。此类传感器主要优势在于它们对温度、准确性和可重复性的任何变化的响应速度。大多数热敏电阻具有负温度系数(NTC)，这意味着它们的电阻随着温度的升高而降低。此外，有一些热敏电阻具有正温度系数(PTC)，并且它们的电阻随着温度的升高而增加。

其中铂电阻传感器采用铂电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。并且铂电阻阻值会随着温度的升高匀速有规律的变大。铂电阻可分为PT100和PT1000等系列产品，PT100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，PT1000即表示它在0℃时阻值为1000欧姆。铂电阻具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，被广泛应用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备中。

其中集成(IC)温度传感器是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及信号输出功能的专用IC。集成(IC)温度传感器的主要特点是测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控测，不需要进行非线性校准，外围电路简单。集成(IC)温度传感器按输出信号类型可分为模拟集成温度传感器(LM35)和数字集成温度传感器(DS18b20)。

本实施例中，温度采集探头21可以基于实际使用需求选用现有的传感器类型。

请参考图1和图2所示，壳体50的背部设置有温度采集接口91，控制单元30可通过温度采集接口与多路温度采集单元20通信连接，用于数据传输。其中温度采集接口91和通讯接口92例如可以为LAN、WLAN、蓝牙、其他有线和无线接口等。本实施例中，温度采集接口91和通讯接口92具有通讯功能，故温度采集接口91和通讯接口92构成了通讯单元90。

请结合图3所示，多路温度采集单元20包括九个温度采集探头21，九个温度采集探头21呈阵列排布设置，并均匀的分布于加热盘100的上表面。因此，可以在九个不同的位置采集加热盘100的温度。当然，温度采集探头21的数量以及设置位置可以基于实际使用需求灵活的调整。

请继续参考图1和图2所示，壳体50的侧部开设有通风孔，该通风孔内安装有散热风扇60，所述散热风扇60设置于所述壳体50用于为所述检测腔室散热；所述壳体50的底部设置有脚垫80，脚垫80呈块状结构并呈四角分布，其起到支撑和防滑的作用。

此外，壳体50上还断路器52、指示灯53等功能件，壳体50上可以基于实际使用需求灵活的增减相应的功能件。

所述控制单元30用于控制加热盘升温或降温至设定温度，并基于各温度采集探头21检测的实时温度计算所述升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

所述显示单元40用于显示实时温度和/或升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

请参考图1所示，显示单元40集成于壳体50的前侧位置，其中显示单元40为可以是平板设备，诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、触摸屏显示器等。请结合图3所示，显示单元40上显示有加热盘100以及各温度采集探头21的相对位置示意图，且在每个温度采集探头21的旁边具有温度框以显示各温度采集探头21所采集的实时温度数据。此外，显示单元40上还具有用户界面输入框，该用户界面输入框用于设定温度的输入，设定温度即加热盘的目标温度，因此，显示单元40不仅具有用户界面输出设备的功能，还具有用户界面输入设备的功能。显示单元40上还具有当前温度框，其用于显示各温度采集探头21所采集的实时温度的平均值。显示单元40上集成有升温速率框、降温速率框以及温度均匀性框，升温速率框用于显示升温速率，降温速率框用于显示降温速度，温度均匀性框用于显示温度均匀性数据。通过显示单元40的设置，以便于直观快速的获得相应的加热盘的相应数据。

此外，基于实际使用需求，还可以通过温度采集探头21采集的实时温度生成升温曲线、降温曲线或者升温速率曲线和降温速率曲线等，并通过显示单元40显示相应的曲线，显示单元40可以基于使用需求灵活的显示相应的数据。

本实施例中，所述控制单元30通常包括至少一个处理器，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

该至少一个处理器可经由总线子系统与多个外围设备进行通信。这些外围设备可包括存储系统、用户界面输入设备、用户界面输出设备和网络接口。

用户界面输入设备可包括键盘、点击设备诸如鼠标、轨迹球、触摸板或图形输入板、扫描仪、脚踏板、操纵杆、嵌入显示器中的触摸屏、音频输入设备诸如语音识别系统、麦克风和其它类型的输入设备。一般来讲，术语“输入设备”旨在包括用于将信息输入到控制器中的各种常规和专有设备与方式。

用户界面输出设备可包括显示子系统、打印机、传真机或非视觉显示器诸如音频输出设备。显示子系统可以是平板设备，诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、触摸屏显示器等。显示子系统也可诸如经由音频输出设备来提供非视觉显示器。一般来讲，术语“输出设备”旨在包括用于将信息从控制单元30输出给用户的各种常规和专有设备与方式。

本实施例中，用户界面输入设备和用户界面输出设备均为显示单元40。

存储系统可存储实现本发明各种功能的基本程序设计和数据结构。例如，如本文所述，实现了本发明方法的功能的数据库和模块可存储在存储系统中。这些软件模块通常由处理器执行。在分布式环境中，软件模块可存储在多个计算机系统上并且由多个计算机系统的处理器来执行。存储系统通常包括存储器子系统和文件存储系统。存储器子系统通常包括多个存储器，包括用于在程序执行期间存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM)以及在其中存储固定指令的只读存储器(ROM)。文件存储子系统为程序和数据文件提供永久(非易失性)存储。文件存储系统可包括硬盘驱动器以及相关联的可移动介质、压缩盘(CD)驱动器、光学驱动器、DVD、固态存储器和/或其他可移动介质。这些驱动器中的一个或多个驱动器可位于与控制单元30联接的其他位点处的其他连接的计算机上的远程位置处。实现本发明的功能的模块可由文件存储系统存储。

总线子系统提供用于让控制单元30的各种部件和子系统按照预期的那样彼此进行通信的部件。控制单元30的各种子系统和部件不必处于相同物理位置，而是可分布在分布式网络内的各种位置处。总线子系统可以为单个总线，也可以基于需求设置多个总线。

上述描述的控制单元30仅旨在作为示例以便仅示出本发明的一个实施方案。由于计算机和网络的不断变化的性质，在其他可替代的实施例中，控制单元30也可以与与上述描绘的控制器的配置具有一定差异，此处不再赘述。

其中控制单元30的工作过程如下：

所述控制单元30用于检测所述加热盘的温控开度(MV)。若所述温控开度为最大开度，则所述加热盘处于最大功率加热阶段，标定此时的升温速率为最大升温速率。若所述温控开度小于最大开度，则所述加热盘处于温控阶段，标定此时的升温速率为温控升温速率。

在控温的过程中，控制单元30会对加热盘控制其供电的频率，通过供电的频率获得占空比，占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。通过占空比标定温控开度，当占空比达到最大时，认为温控开度最大，如果是最大开度，则认为加热盘以最大功率在加热，若不是，则说明加热盘过了最大功率加热阶段，其加热功率变小，进入了温控加热阶段。本实施例中，供电的频率的控制于加热策略相关，一般而言，加热盘加热过程中，首先会以最大加热功率(即最大温控开度)进行加热，此时处于最大功率加热阶段，使得加热盘迅速升温接近目标温度后，然后降低加热功率(即小于最大温控开度)，此时处于温控加热阶段，使得加热盘缓慢升温至设定温度，其供电频率的控制属于现有技术，此处不再赘述。

进一步的，所述温度均匀性数据通过以下方式获得：

所述温度采集探头21设置有N个，本实施例中N＝9；

所述加热盘温度稳定时，各温度采集探头21在同一时间采集实时温度，每个温度采集探头21每间隔Ts分别采集一个温度值，共采集M个温度值，例如每间隔T＝1s采集一个温度值，共采集M＝10个；因此，每个温度采集探头21均采集了10个数据，对10个温度值取中位数作为该所述温度采集探头21的实时温度。因此，9个温度采集探头21获得加热盘不同位置的9个实时温度，在9个实时温度中获取最大实时温度Rmax和最小实时温度Rmin；

温度均匀性数据＝(Rmax-Rmin)/2。

上述M＝10，则采用中间两个温度值的平局值作为中位数，当M为奇数时，中间的温度值作为中位数。

当然，温度采集探头21的数量N和每个温度采集探头测得的温度值的数量M可以基于实际需求进行调整。本发明中从M个温度值中求中位数的方式获得实时温度，可以有效过滤异常检测温度值，有助于保证温度值的准确性。

在其他可替代的实施例中，可以采用其他策略在M个温度值中求取实时温度，例如将M个温度值的平均数作为实时温度。

综上所述，所述晶圆加热盘性能检测工装，包括：供电单元10、多路温度采集单元20和控制单元30；所述供电单元10用于为所述加热盘供电；所述多路温度采集单元20包括多个温度采集探头21，各所述温度采集探头21分别用于采集加热盘的加热面的不同位置的实时温度；所述控制单元30用于控制加热盘升温或降温至设定温度，并基于各温度采集探头21检测的实时温度计算所述升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

如此配置，本发明中的晶圆加热盘性能检测工装用于对现有加热盘的性能进行检测，其可以检测加热盘的升温速率、降温速度和温度均匀性数据，尤其可以检测加热盘处于最大功率加热阶段时的最大升温速率以及位于温控阶段(缓慢加热阶段)时的普通加热速率，可全面快速的对晶圆加热盘性能进行检测，有助于提高半导体器件在后续工艺制程的质量和良率，消除由于加热盘性能不佳导致的不确定性。

本发明在检测过程中，通过多个温度采集探头分别采集加热盘上表面的不同位置的温度值，一方面有助于获取其分度均匀性数值，另一方面也有助于获取各个位置的升温速率或者降温速率，有助于综合的评判加热盘的综合性能，该检测方法满足晶圆加热过程中对温度严格的控制需求。

本发明还提供了一种晶圆加热盘性能检测方法，请结合图5所示，上述方法包括以下步骤：

S1：设置加热盘的设定温度Stemp，该设定温度可从显示界面的设定温度框中输入，并控制加热盘由初始温度变温至设定温度，初始温度可通过各温度采集探头21在加热盘未工作时获得的当前温度±精度值获得。若所述设定温度大于等于初始温度，至执行步骤S2，若所述设定温度小于初始温度，至执行步骤S3；

S2：在所述加热盘升温阶段通过各温度采集探头21所检测的实时温度计算升温速率，在所述加热盘温度稳定阶段通过各温度采集探头21所检测的实时温度计算温度均匀性数据；检测所述加热盘是否关闭加热，若关闭加热，则执行步骤S3。

需要说明的是，升温阶段又包括最大功率加热阶段和温控加热阶段，升温阶段又称为控温过程。温度稳定阶段即加热盘至设定温度时，加热盘温度保持稳定的阶段。

如图5所示，当设定温度大于等于当前温度±精度时，进入步骤S2，此时加热盘开启加热并记录加热时间t1，然后进入控温过程。

一方面在控温过程中还需要通过温度采集探头21以及控制单元30检测温控开度(MV)判断是位于最大功率加热阶段还是温控阶段；

如果温控开度(MV)是最大开度，则认为所述加热盘处于最大功率加热阶段，即处于快速加热阶段，若小于最大开度，则说明所述加热盘处于温控阶段，即处于缓慢加热阶段。若检测到温控开度(MV)由最大开度开始变化，则此时记录时间为t2和记录温度为Ptemp。

则最大升温速率Vmax＝(Ptemp-初始温度)/(t2-t1)；

若在温控阶段(缓慢加热阶段)需要检测从temp1到达某个特定温度temp2的升温速率,则分别判断温度采集探头21所检测的当前温度是否为需要计算速率的温度，若达到temp1，则记录时间t3，若到达temp2则记录时间t4；

则此时的升温速率V＝(temp2-temp1)/(t4-t3)；

通过上述方法可以获得任意时刻的升温速率并且绘制形成速率曲线。

另一方面在控温过程中需要通过温度采集探头21以及控制单元30判断温度是否控稳，若加热盘的温度稳定，则控稳，说明加热盘位于温度稳定阶段，此时可计算温度均匀性数据。

加热盘温度稳定的判断可通过各温度采集探头21所检测的温度值的波动范围确定，通过温度采集探头21没间隔一定时间采集一组数据，通过多组数据的差值对比，若差值在阈值范围外，则认为没有控稳，若差值在阈值范围内，则认为控稳。

具体通过如下方法计算所述温度均匀性数据：

所述温度采集探头21设置有N个，本实施例中N＝9；

所述加热盘温度稳定时，各温度采集探头21在同一时间采集实时温度，每个温度采集探头21每间隔Ts分别采集一个温度值，共采集M个温度值，例如每间隔T＝1s采集一个温度值，共采集M＝10个；因此，每个温度采集探头21均采集了10个数据，对10个温度值取中位数作为该所述温度采集探头21的实时温度。因此，9个温度采集探头21获得加热盘不同位置的9个实时温度，在9个实时温度中获取最大实时温度Rmax和最小实时温度Rmin；

温度均匀性数据＝(Rmax-Rmin)/2。

此外，步骤S2中还需要判断加热盘是否关闭加热，若关闭加热，则认为加热结束，此时会进入降温阶段，因此，此时需要切换至步骤S3中，若未关闭加热，则重新判断设定温度与当前温度±精度之间的关系。

S3：在所述加热盘降温阶段通过各温度采集探头21所检测的实时温度计算降温速率。

具体的，当检测到关闭加热时，首先记录时间t5，若没有冷却单元，则自然冷却；若有冷却单元，则开启冷却；

若在降温阶段需要检测temp3降到特定温度temp4的降温速率,则分别判断温度采集探头21所检测的当前温度是否为需要计算速率的温度，若达到temp3，则记录时间t5，若到达temp4则记录时间t6；

降温速率＝(temp3-temp4/(t6-t5)；

通过上述方法可以获得任意时刻的降温速率并且绘制形成速率曲线。

计算完升温速率、降温速率以及温度均匀性数据后，可以将相应的数据显示在显示单元40的界面。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，包括：供电单元、多路温度采集单元和控制单元；

所述供电单元用于为所述加热盘供电；

所述多路温度采集单元包括多个温度采集探头，各所述温度采集探头分别用于采集加热盘的加热面的不同位置的实时温度；

所述控制单元用于控制加热盘升温或降温至设定温度，并基于各温度采集探头检测的实时温度计算所述升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

2.如权利要求1所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，所述控制单元用于检测所述加热盘的温控开度，若所述温控开度为最大开度，则所述加热盘处于最大功率加热阶段，标定此时的升温速率为最大升温速率。

3.如权利要求2所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，若所述温控开度小于最大开度，则所述加热盘处于温控阶段，标定此时的升温速率为温控升温速率。

4.如权利要求1所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，所述温度均匀性数据通过以下方式获得：

所述温度采集探头设置有N个，N为大于1的正整数；

所述加热盘温度稳定时，各温度采集探头在同一时间采集实时温度，以获得加热盘不同位置的N个实时温度，并在N个实时温度中选取最大实时温度Rmax和最小实时温度Rmin；

温度均匀性数据＝(Rmax-Rmin)/2。

5.如权利要求4所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，各温度采集探头通过以下方式采集实时温度，

温度采集探头每间隔Ts分别采集一个温度值，共采集M个温度值，对M个温度值取中位数作为所述实时温度。

6.如权利要求1所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括显示单元，所述显示单元用于显示实时温度和/或升温速率和/或降温速度和/或温度均匀性数据。

7.如权利要求1所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括壳体，所述壳体具有用于容置所述加热盘的检测腔室，所述多路温度采集单元设置于所述检测腔室内。

8.如权利要求7所述的晶圆加热盘性能检测工装，其特征在于，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括散热风扇，所述散热风扇设置于所述壳体用于为所述检测腔室散热；和/或，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括把手，所述把手设置于所述壳体的顶部；和/或，所述晶圆加热盘性能检测工装还包括脚垫，所述脚垫设置于所述壳体的底部。

9.一种晶圆加热盘性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设置加热盘的设定温度，并控制加热盘由初始温度变温至设定温度，若所述设定温度大于等于初始温度，至执行步骤S2，若所述设定温度小于初始温度，至执行步骤S3；

S2：在所述加热盘升温阶段通过各温度采集探头所检测的实时温度计算升温速率，在所述加热盘温度稳定阶段通过各温度采集探头所检测的实时温度计算温度均匀性数据；检测所述加热盘是否关闭加热，若关闭加热，则执行步骤S3。

S3：在所述加热盘降温阶段通过各温度采集探头所检测的实时温度计算降温速率。

10.如权利要求9所述的晶圆加热盘性能检测方法，其特征在于：

所述步骤S2中，通过如下方法计算所述温度均匀性数据：

所述温度采集探头设置有N个，N为大于1的正整数；

所述加热盘温度稳定时，各温度采集探头每间隔Ts分别采集一个温度值，共采集M个温度值，每个探头对所检测的M个温度值取中位数作为实时温度；以获得加热盘不同位置的N个实时温度，并在N个实时温度中选取最大实时温度Rmax和最小实时温度Rmin；

温度均匀性数据＝(Rmax-Rmin)/2。