TWI796572B - 用以校準操作電熱器的控制系統之系統及方法 - Google Patents

用以校準操作電熱器的控制系統之系統及方法 Download PDF

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馬修 元德
布萊恩 格爾
艾利克 米奇
史丹頓 Ｈ 布里特羅
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美商瓦特洛威電子製造公司
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Abstract

一種用於校準經組配以控制一二線加熱器之一控制系統之方法包括向電耦接至該控制系統之一負載提供電力，分別由該控制系統及一控制器校準系統產生該負載之一初始量測特性及一經校準量測特性。該方法進一步包括基於該初始量測特性與該經校準量測特性之一相關來界定一經校準量測參考。利用該經校準量測參考，進一步校準該控制系統以界定用於基於該二線加熱器之一量測電阻判定該二線加熱器之一工作溫度的一電阻-溫度校準參考。

Description

用以校準操作電熱器的控制系統之系統及方法 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2019年6月7日申請之美國臨時申請案62/858,587之優先權及權益。以上申請案之揭露內容以引用之方式併入本文中。
發明領域
本揭露內容係關於校準控制電熱器之控制系統。
發明背景
此章節中之陳述僅提供有關於本揭露內容之背景資訊，不構成先前技術。
用於半導體處理之加熱器通常包括加熱板，該加熱板具有基體及設置於該基體中以界定一或多個加熱分區之電阻加熱元件。在一些應用中，電阻加熱元件充當加熱器及溫度感測器，其中僅有兩根引線可操作地連接至電阻加熱元件，而不是四根(例如，加熱元件兩根，離散的溫度感測器兩根)。在一個形式中，此等電阻加熱元件可由相對較高電阻溫度係數(TCR)材料界定，且電阻加熱元件之溫度可基於加熱元件之電阻來判定。
在一種應用中，加熱器由控制系統控制，該控制系統基於加熱器 之電阻來量測電阻加熱元件之溫度。為了控制加熱器，控制系統基於電壓及/或電流量測值來計算電阻，且基於計算的電阻來判定每一分區之溫度。雖然可以使用標準化資訊，諸如將給定電阻加熱器材料之電阻值與溫度關聯起來的表，但是加熱器可以彼此不同的方式進行操作，即使加熱器具有相同的類型。這可能是由於例如製造差異、材料批次差異、加熱器老化、循環次數及/或會導致計算的溫度不準確的其他因素。本揭露內容解決了與二線電阻加熱器之使用有關的此等及其他問題。
發明概要
此章節提供對本揭露內容的整體概述，且不為其全部範疇或其所有特徵的全面揭露內容。
在一個形式中，本揭露內容係針對一種用於校準控制系統之方法，該控制系統經組配以控制二線加熱器，該二線加熱器可操作以產生熱量，且充當用於量測二線加熱器之電特性的感測器。該方法包括由控制系統向電連接至控制系統之負載提供電力，由控制系統產生負載之初始量測特性，及由耦接至負載之控制器校準系統產生負載之經校準量測特性。初始量測特性及經校準量測特性指示負載之電特性。負載之電特性包括電壓、電流、電阻或其組合。該方法進一步包括使初始量測特性與經校準量測特性相關，及基於初始量測特性與經校準量測特性之相關來界定經校準量測參考。控制系統採用經校準量測參考以提供用於控制二線加熱器之精確量測
在另一形式中，由控制系統產生初始量測特性進一步包括由控制系統量測負載之初始電壓及初始電流。初始量測特性包括初始電壓及初始電流。由耦接至負載之控制器校準系統產生經校準量測特性進一步包括由控制器校準系統量測負載之經校準電壓及經校準電流。經校準量測特性包括經校準電 壓及經校準電流。初始電壓及經校準電壓同時量測，且初始電流及經校準電流同時量測。
在又一形式中，該方法進一步包括基於負載之初始電壓及初始電流計算負載之初始電阻，及基於負載之經校準電壓及經校準電流計算負載之經校準電阻。初始量測特性進一步包括初始電阻，且經校準量測特性進一步包括經校準電阻。
在一個形式中，在多個電力設定點處向負載提供電力。對於多個電力設定點中之每一者，由控制系統產生初始量測特性，且由控制器校準系統產生經校準量測特性，以提供多個初始量測特性及多個經校準量測特性。多個初始量測特性與多個經校準量測特性相關，且經校準量測參考係基於多個初始量測特性與多個經校準量測特性之相關來界定。
在另一形式中，負載為具有可調整電阻之可控制負載，且該方法進一步包括將負載之電阻設置為多個電阻設定點，且對於多個電阻設定點中之每一者，由控制系統產生初始量測特性，且由控制器校準系統產生經校準量測特性，以提供多個初始量測特性及多個經校準量測特性。多個初始量測特性與多個經校準量測特性相關，且經校準量測參考係基於多個初始量測特性與多個經校準量測特性之相關來界定。
在控制系統電耦接至二線加熱器之又一形式中，該方法進一步包括由控制系統控制二線加熱器至多個溫度設定點當中的一個溫度設定點，同時自控制系統獲取二線加熱器之電壓及電流(V-I)特性且自溫度感測器系統獲取二線加熱器之溫度資料集。為多個溫度設定點中之每一者獲取V-I特性及溫度數據集。該方法進一步包括對於多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之V-I特性及經校準量測參考判定二線加熱器之電阻，對於多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之溫度數據集計算溫度度量衡資料，使多個溫度設定點之二線加熱器之 電阻與溫度度量衡資料相關，及界定用於基於二線加熱器之量測電阻判定二線加熱器之工作溫度的電阻-溫度校準參考。
在一個形式中，自控制系統獲取二線加熱器之V-I及自溫度感測器系統獲取二線加熱器之溫度資料集進一步包括由控制系統之感測器電路量測二線加熱器之V-I特性，及由溫度感測器系統量測二線加熱器在溫度設定點處之多個溫度量測值。提供多個溫度量測值作為溫度設定點之溫度資料集。
在另一形式中，溫度度量衡資料包括平均溫度、中值溫度、溫度方差、標準差、最高溫度、最低溫度、溫度範圍、3σ值或其組合。
在又一形式中，負載為具有可調整電阻之作用中電阻組。
在一個形式中，本揭露內容係針對一種用於校準控制系統之方法，該控制系統經組配以操作二線加熱器。二線加熱器可操作以產生熱量，且充當用於量測二線加熱器之溫度的感測器。該方法包括由控制系統控制二線加熱器至多個溫度設定點當中的一個溫度設定點，同時自控制系統獲取二線加熱器之電壓及電流(V-I)特性且自溫度感測器系統獲取二線加熱器之溫度資料集。為多個溫度設定點中之每一者獲取V-I特性及溫度資料集。該方法進一步包括對於多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之V-I特性來判定二線加熱器之電阻，對於多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之溫度資料集計算溫度度量衡資料，使多個溫度設定點之二線加熱器之電阻與溫度度量衡資料相關，及界定用於基於二線加熱器之量測電阻判定二線加熱器之工作溫度的電阻-溫度校準參考。
在另一形式中，獲取二線加熱器之V-I特性及溫度資料集進一步包括由控制系統之感測器電路量測二線加熱器之V-I特性，及由溫度感測器系統量測二線加熱器在溫度設定點處之多個溫度量測值。提供多個溫度量測值作為溫度設定點之溫度資料集。
在另一形式中，溫度度量衡資料包括平均溫度、中值溫度、溫度方差、標準差、最高溫度、最低溫度、溫度範圍、3σ值或其組合。
在一個形式中，二線加熱器包括界定多個分區之多個電阻加熱元件，控制系統經組配以獨立控制每一分區，自控制系統獲取之二線加熱器的V-I特性包括多個分區中之每一者的V-I特性。提供多個分區當中之一個分區的V-I特性作為分區特性。自溫度感測器系統獲取之二線加熱器的溫度資料集包括多個分區中之每一者的至少一個溫度量測值。
在另一形式中，由控制系統控制二線加熱器至溫度設定點進一步包括向二線加熱器之多個分區提供電力，獲得二線加熱器之多個分區中之每一者的溫度，及回應於多個分區當中之一或多個分區的溫度不等於溫度設定點而調整供應至多個分區之電力。
在又一形式中，溫度感測器系統包括多個溫度感測器，且該方法進一步包括對於多個分區中之每一分區，將多個溫度感測器當中之一或多個溫度感測器與各別分區相關聯。一或多個溫度感測器經組配以提供各別分區之溫度量測值。
在一個形式中，多個分區中之每一者與多個溫度感測器當中之兩個或更多個溫度感測器相關聯。提供兩個或更多個溫度感測器作為感測群組，且該方法進一步包括對於每一感測群組，執行感測器診斷以基於來自感測群組之溫度量測值識別出感測群組之溫度感測器當中有故障的溫度感測器，回應於感測器診斷識別出有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目小於有故障的感測器臨限值時，捨棄有故障的溫度感測器的溫度量測值，及回應於感測器診斷識別出有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目大於有故障的感測器臨限值時，切斷供應至二線加熱器之電力。
在另一形式中，多個分區中之每一者與多個溫度感測器當中之兩 個或更多個溫度感測器相關聯，且提供兩個或更多個溫度感測器作為感測群組。該方法進一步包括對於每一感測群組，基於來自各別感測群組之兩個或更多個溫度感測器的溫度量測值計算分區溫度度量衡資料。
在又一形式中，分區溫度度量衡資料包括平均溫度、中值溫度、溫度方差、標準差、最高溫度、最低溫度、溫度範圍、3σ值或其組合。
在一個形式中，本揭露內容係針對一種用於校準控制系統之方法，該控制系統經組配以操作二線加熱器。二線加熱器可操作以產生熱量且作為用於量測二線加熱器之溫度的感測器。該方法包括由控制系統控制二線加熱器至多個溫度設定點當中之一個溫度設定點，且同時自控制系統獲取二線加熱器之電壓及電流(V-I)特性且自溫度感測器系統獲取二線加熱器之溫度資料集。為多個溫度設定點中之每一者獲取V-I特性及溫度資料集。溫度感測器系統包括多個溫度感測器。該方法進一步包括執行感測器診斷以基於溫度量測值識別出多個溫度感測器當中有故障的溫度感測器，回應於感測器診斷識別出有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目小於有故障的感測器臨限值時，捨棄有故障的溫度感測器的溫度量測值，及回應於感測器診斷識別出有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目大於有故障的感測器臨限值時，切斷供應至二線加熱器之電力。
在另一形式中，回應於感測器診斷未識別出有故障的溫度感測器或在識別出的有故障的溫度感測器的數目小於有故障的感測器臨限值時，該方法進一步包括對於多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之V-I特性來判定二線加熱器之電阻，及對於多個溫度設定點中之每一者基於溫度資料集來計算溫度度量衡資料，使多個溫度設定點之二線加熱器之電阻與溫度度量衡資料相關，及界定用於基於二線加熱器之量測電阻判定二線加熱器之工作溫度的電阻-溫度校準參考。
其他適用領域將自本文中所提供的描述而變得顯而易見。應理解描述及特定實例僅意欲出於說明之目的，且不意欲限制本揭露內容之範疇。
100:熱系統
102:多區基座加熱器
104,404:控制系統
106:加熱器控制器
108:電力轉換器系統
110:加熱板
111:基體
112:支撐軸
114,114-1,114-N:加熱分區
115:通道
117:計算裝置
118:電源
120:連鎖
122,122-1,122-N:電力轉換器
124,124-1,124-N:感測器電路
126:電流計
128:電壓計
130,214:分流器
132:分壓器
132-1,132-2:電阻器
200:控制器校準系統
204:精度電源
206:可控制負載
208:高精度電流計
210:高精度電壓計
212:校準控制器
300:溫度感測器系統
302,350,402:熱電偶(TC)晶圓
304:晶圓
308:TC感測器
310:加熱器校準控制
400:基座加熱器
406:TC掃描器系統
500:實例控制系統校準常式
502,504,506,508,602,604,606,608,610,612:步驟
600:實例加熱器校準控制常式
為了本揭露內容更好理解，作為舉例，在參考隨附圖式的情況下，現將描述本揭露內容之各種形式，圖式中：圖1為根據本揭露內容之具有多區加熱器及控制系統的熱系統之方塊圖；圖2為圖1之控制系統的方塊圖；圖3為根據本揭露內容之用於校準圖1之控制系統的校準系統之方塊圖；圖4為根據本揭露內容之用於校準圖1之多區加熱器的校準設置之方塊圖；圖5示出了根據本揭露內容之用於熱電偶晶圓之多個熱電偶的分組；圖6示出了根據本揭露內容之用於校準控制系統及多區加熱器的校準設置；圖7為例示性控制系統校準常式之流程圖；及圖8為例示性加熱器校準控制常式之流程圖。
本文中所描述的圖式僅出於說明性目的，且不意欲以任何方式限制本揭露內容之範疇。
較佳實施例之詳細說明
以下描述之性質僅為例示性的且不欲限制本揭露內容、本申請案或本發明之用途。應理解，在整個圖式中，對應參考數字指示相同或對應部分 及特徵。
用於多區加熱器(具有可作為加熱器及溫度感測器使用之電阻加熱元件)之控制系統併有可自訂回饋控制，以基於加熱器之量測電特性選擇性地調整加熱器之熱分佈。為了執行用於特定多區加熱器之回饋控制，控制系統經校準以在寬電壓範圍(例如，1V至240V)內及在寬電流範圍(10mA至30A)內準確地量測加熱器之電特性(例如，電壓、電流及/或電阻)。
更特定言之，在一個形式中，控制系統同時量測電壓及電流(例如，在±140μs內量測電壓及電流)，且基於該等量測值計算電阻。在電力波形隨時間而變的情況下，電流及電壓量測要彼此緊挨進行，以獲得準確的電阻值(例如，±0.005歐姆、±0.010歐姆或其他容限)。此外，由於類似加熱器類型之間的差異，控制系統執行校準程序以獲得電阻-溫度校準資料，該電阻-溫度校準資料係特定針對於由控制系統控制之加熱器以基於電阻準確地計算加熱器之溫度。
本揭露內容係針對用於校準控制系統之量測能力及用於產生電阻-溫度校準資料之校準程序。在下文中，此等程序被確認為：(I)控制系統量測值之校準；及(II)加熱器之電阻-溫度之校準。在圖式中，電力線示出為虛線，且資料信號線設置為實線。
為了更好地理解兩個校準程序之應用，首先提供具有加熱器(諸如在一個形式中之多區加熱器)及控制系統之熱系統之實例組配。參考圖1及圖2，熱系統100包括多區基座加熱器102及控制系統104，該控制系統具有加熱器控制器106及電力轉換器系統108。在一個形式中，加熱器102包括加熱板110及安置於加熱板110之底表面處之支撐軸112。加熱板110包括基體111及嵌入於基體111之表面中或沿著該表面安置之多個電阻加熱元件(未圖示)。基體111可由陶瓷或鋁製成。電阻加熱元件由控制器106獨立控制，且界定圖中由點劃線示出的多個加熱分區114。此等加熱分區114僅為例示性的，且可呈現為任何組 配，且仍在本揭露內容之範疇內。
在一個形式中，加熱器102為「二線」加熱器，其中電阻加熱元件充當加熱器及溫度感測器，其中僅有兩根引線可操作地連接至加熱元件，而不是四根。舉例而言，在美國專利第7,196,295號中揭露了此二線能力，該美國專利與本申請案共同轉讓，且以全文引用之方式併入本文中。通常，在二線系統中，電阻加熱元件由隨著溫度的變化而展現出電阻變化的材料界定，使得電阻加熱元件之平均溫度係基於加熱元件之電阻變化來判定。在一個形式中，電阻加熱元件之電阻的計算方式是首先量測加熱元件兩端的電壓及通過加熱元件之電流，隨後利用歐姆定律判定電阻。電阻加熱元件可由相對較高電阻溫度係數(TCR)材料、負TCR材料或具有非線性TCR之材料界定。
控制系統104控制加熱器102之操作，且更特定言之，經組配以獨立控制供應至分區114中之每一者的電力。在一個形式中，控制系統104經由通道115電耦接至分區114，使得每一分區114耦接至通道115，該通道具有用於提供電力及感測溫度之兩個端子(未圖示)。
在一個形式中，控制系統104電耦接至計算裝置117(例如，具有諸如顯示器、鍵盤、滑鼠、揚聲器、觸控式螢幕以及其他之一或多個人性化介面裝置的電腦)。在一個形式中，控制系統104耦接至電源118，該電源藉由連鎖120向電力轉換器系統108供應輸入電壓(例如，240V、208V)。連鎖120控制電源118與電力轉換器系統108之間的電力流動，且可作為切斷來自電源118之電力的安全機構由加熱器控制器106操作。雖然圖1中示出，但是控制系統104可以不包括連鎖120。
電力轉換器系統108可操作以調整輸入電壓以將所要電力輸出(例如，所要輸出電壓(VOUT))施加至加熱器102。在一個形式中，電力轉換器系統108包括可操作以將可調整電力輸出施加至給定分區114(圖中之114-1至114-N) 之電阻加熱元件的多個電力轉換器122(圖中之122-1至122-N)。在2017年6月15日申請且標題為「POWER CONVERTER FOR A THERMAL SYSTEM」之第15/624,060號同在申請中之美國申請案中描述此電力轉換器系統之一個實例，該美國申請案與本申請案被共同擁有，且其內容以全文引用之方式併入本文中。在此實例中，每一電力轉換器包括降壓轉換器，該降壓轉換器可由加熱器控制器操作以產生小於或等於給定分區114之一或多個加熱元件的輸入電壓的所要輸出電壓。因此，電力轉換器系統可操作以向加熱器之每一分區提供可自訂電力量(亦即，所要電力輸出)。
在使用二線加熱器的情況下，控制系統104包括感測器電路124(亦即，圖2中之124-1至124-N)以量測電阻加熱元件之電壓及/或電流，該電壓及/或電流隨後被用以判定分區之效能特性，諸如電阻、溫度及其他合適資訊。在一個形式中，給定感測器電路124經組配以量測流過給定分區114中之一或多個加熱元件的電流及施加至該一或多個加熱元件之電壓，如圖式中之電流計126及電壓計128所示。
在一個形式中，圖2示出了感測器電路124-1至124-N，其中每一感測器電路124耦接至給定電力轉換器122與給定分區114之間的電路以量測給定分區之一或多個加熱元件之電特性。在一個形式中，每一電流計126包括用於量測電流之分流器130，且每一電壓計128包括由電阻器132-1及132-2表示之分壓器132。或者，電流計126可利用霍耳效應感測器或變流器來代替分流器130量測電流。
在一個形式中，提供電流計126及電壓計128作為電力計量晶片，以同時量測電流及電壓而與所施加至加熱元件之電力無關。在另一形式中，電壓及/或電流量測可以在過零點處進行，如美國專利第7,196,295號中所描述。
基於電流及電壓量測值，加熱器控制器106判定電阻，因此判定 界定分區114之電阻加熱元件的平均溫度。加熱器控制器106包括一或多個微處理器及用於儲存由微處理器執行之電腦可讀指令的記憶體。控制器106經組配以執行一或多個控制程序，其中控制器106判定要施加至分區之所要電力，諸如輸入電壓之100%、輸入電壓之90%等。2018年8月10日申請且標題為「SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING POWER TO A HEATER」的同在申請中之美國申請案第15/624,060號及同在申請中之美國申請案第16/100,585號中描述了實例控制程序，該美國申請案與本申請案被共同擁有，且其內容以全文引用之方式併入本文中。
應易於理解，雖然示出及描述了特定組件，但是熱系統可包括其他組件，同時仍在本揭露內容之範疇內。例如，在一個形式中，控制系統104可包括將低電壓組件與高電壓組件隔離的電子組件，且仍允許組件交換信號。
(I)控制系統量測之校準
參考圖3，控制器校準系統200經組配以校準由控制系統104進行之電流及電壓量測。在圖3中，未圖示出通道115，且為了便於說明校準程序，感測器電路124被概括地表示為具有電流計126及電壓計128。控制器校準系統200包括精度電源204、可控制負載206、高精度電流計208、高精度電壓計210及校準控制器212。精度電源204經由電力輸入介面(未圖示)電連接至控制系統104以在校準程序期間向控制系統104提供穩定且準確的電力，從而抑制或減少電力變化(例如，±0.01V)。在一個形式中，精度電源204可操作以向控制系統104提供廣泛範圍之電壓及廣泛範圍之電流，且可為一或多個DC電源。例如，精度電源204可包括一組DC源，諸如CHROMA 62012型DC電源。精度電源204亦可為一或多個AC電源。應易於理解，精度電源204可為其他合適的電源，且不應限於CHROMA 62012型DC電源。
可控制負載206經由電纜介面(未圖示)電耦接至控制系統104，以 提供在精確量測期間呈現極小乃至沒有變化的穩定電流負載。在實例應用中，可控制負載206為作用中負載組(例如，電子負載組)以產生具有零至最小誤差之已知負載，諸如CHROMA 63600型負載裝置。在一個形式中，可控制負載206可由校準控制器212控制，使得校準控制器212設定負載206之電阻。在另一形式中，可控制負載206可為固定電阻負載，因此不受校準控制器212控制。在此形式中，校準控制器212可以不連接至可控制負載206。應易於理解，可控制負載206可為其他合適的可控制負載，且不應限於CHROMA 63600型負載裝置。
高精度(HP)電流計208及高精度(HP)電壓計210經組配以分別量測通過可控制負載206之電流及施加至該可控制負載之電壓。在一個形式中，HP電流計208基於分流器214兩端的電壓及分流器214之已知電阻來量測通過分流器214之電流，但亦可使用其他類型之電流計208，同時仍在本揭露內容之範疇內。在一個形式中，提供HP電流計208及HP電壓計210作為具有7.5數位錶之萬用錶。例如，HP電流計208及HP電壓計210可為PXI-7 1/2數位型萬用錶。在一個形式中，由HP電流計208進行的電流量測與由感測器電路124之電流計126進行的電流量測同時進行，且由HP電壓計210進行的電壓量測與由感測器電路124之電壓計128進行的電壓量測同時進行，以用HP電流計208及HP電壓計210之電流及電壓量測值校準控制系統之電流及電壓量測值。在本文中，HP電流計208及HP電壓計210可被統稱為精度電壓-電流(V-I)感測器208及210。
在一個形式中，校準控制器212為具有一或多個微處理器及用於儲存由微處理器執行之電腦可讀指令的記憶體的電腦。校準控制器212可通信耦接至諸如監視器、滑鼠、鍵盤、揚聲器之一或多個人性化介面(未圖示)，以與執行校準之使用者通訊。
校準控制器212可通信耦接至精度電源204以設定施加至控制系 統104之輸入電壓，且可通信耦接至精度V-I感測器208及210以獲得電流及電壓量測值(亦即，精度電流-電壓資料或經校準量測特性)。在一個形式中，校準控制器212可通信耦接至控制系統104以與控制系統104交換資料，諸如由感測器電路124進行的量測值。在一個形式中，校準控制器212在大約相同量測時間(亦即，同時)自精度V-I感測器208及210及感測器電路124獲得電壓量測值及電流量測值。在另一形式中，校準控制器212自HP電壓計210及感測器電路124同時獲得電壓量測值，且自HP電流計208及感測器電路124同時獲得電流量測值，電流量測可能與電壓量測處於不同時間。
在一個形式中，在同時獲得四個量測值的情況下，校準控制器212經組配以基於來自感測器電路124之量測值判定控制系統電阻，且基於來自精度V-I感測器208及210之量測值判定經校準電阻。在一個形式中，控制系統104基於電流及電壓量測值之均方根(RMS)計算電阻，因此，可包括真RMS轉換器，該真RMS轉換器利用高取樣率(例如，140μs或7kHz，從而能夠準確觀測電力波形)同時量測RMS電流及RMS電壓。在另一形式中，控制系統104經組配以利用精度V-I感測器208及210同時量測峰值電流及峰值電壓，其取樣率可分別為例如在50Hz下10ms一次，且在60Hz下8.3ms一次。電壓與電流之比提供在電壓範圍內之電阻讀數及不規律的波形。此方法產生實質上與各種形狀及混合AC/DC系統之純DC信號及AC信號一致的量測值。
因為控制系統104利用多個感測器電路124量測多區域114之電阻，所以來自每一感測器電路124之電壓及電流量測值得到校準。來自感測器電路124之量測值可一次性獲得、逐個獲得、甚至分組獲得。例如，在一個組配中，每一通道115連接至可控制負載206，且一組精度V-I感測器208及210經組配以量測每一負載206處之電流及電壓。控制系統104接著可經由電力轉換器系統108向每一負載206施加電力，且自每一感測器電路124獲得量測值。另 外，校準控制器212自各組精度V-I感測器208及210獲取量測值。因此，來自所有感測器電路124之量測值可一次性獲得。在另一組配中，基於可控制負載206及精度V-I感測器208及210的可用數量，來自感測器電路124之量測值一次一個地獲得或分組獲得。例如，在一個可控制負載206及一組精度V-I感測器208及210的情況下，可控制負載206連接至所選通道115，且控制系統104可操作以向所選通道115傳輸電力，且自與所選通道115相關聯之感測器電路124獲得量測值。
為了區分由控制系統104與控制器校準系統200量測之電特性，由控制系統104進行之量測可被稱為負載之初始量測特性，且可包括初始電壓、初始電流及/或初始電阻。初始量測特性指示負載之電特性。另外，由控制器校準系統200進行之量測可被稱為負載之經校準量測特性，且可包括經校準電壓、經校準電流及/或經校準電阻。經校準量測特性指示負載之電特性。
因為控制系統104經組配以在廣泛範圍之電力位準內計算電阻，所以校準控制器212在不同的電力位準(亦即，電力設定點)校準控制系統104。例如，校準控制器212經組配以經由精度電源204施加至少一個低電力量(例如，10V)及至少一個高電力量(例如，130V)。在一個形式中，藉由保持電壓恆定且使可規劃負載改變成不同電阻負載(亦即，電阻設定點)以提供諸如5A之至少一個低電流點及諸如15A之至少一個高電流校準點來校準電流。在又一形式中，校準控制器212可使控制系統104經由電力轉換器系統108將全電力量(例如，100%輸入電壓)或降低的電力量(例如，90%或75%輸入電壓)施加至負載206。
在一個形式中，校準控制器212使來自控制系統104之量測值與來自精度V-I感測器208及210之量測值相關，以校準控制系統104之量測值。具體而言，校準控制器212界定將來自控制系統104之量測值(亦即，初始量測特性)與精度V-I感測器208及210之量測值(亦即，經校準量測特性)相映射的相 關資料，換言之，經校準量測參考，以改善加熱器之準確度及控制。相關資料亦可包括基於量測值計算之電阻(亦即，控制系統電阻及/或經校準電阻)。在一個形式中，可提供相關資料作為統計關係(例如，線性模型)、演算法或由加熱器控制器106儲存的其他合適的相關。在另一形式中，相關資料可為將來自精度V-I感測器208及210之量測值與由感測器電路124進行之量測相關聯的表。該表亦可包括由校準控制器212計算之電阻。因此，在一個形式中，經校準量測參考係基於來自控制系統104之初始量測特性與來自控制器校準系統200之經校準量測特性的相關。在另一形式中，控制系統104經組配以產生相關資料，以代替產生相關資料之校準控制器212。例如，校準控制器212可將諸如來自精度V-I感測器208及210之量測值的資料提供至控制系統104，且控制系統104之加熱器控制器106利用此等量測值及來自感測器電路124之量測值產生相關資料。
校準系統可包括AC電源，以代替DC電源。在此組配中，向可在大電流(例如，20amps)下操作且經主動冷卻之低溫係數電阻器提供AC電力。控制系統104及校準控制器212在AC電壓範圍(例如，1V-208V)及控制系統104之電力調變範圍(例如，0%至100%)內量測已知電阻。
用於多區加熱器102之控制系統104操作為電力傳遞裝置及高準確度歐姆計。歐姆計通常為被量測電阻遞送的電力很小，不會干擾系統，但足以獲得良好的信號。本文中，控制系統104傳遞相當多的電力，且亦以與精度歐姆錶相同的準確度感測受驅動之電阻加熱元件之電阻，同時以大電流及電壓的形式傳遞電力。在此等條件下，校準及感測為一顯著挑戰。本揭露內容之校準系統：(1)經由控制系統104在低電壓及高電壓下向已知負載提供可控制電刺激；(2)對於每一電力設定點，自控制系統104獲取負載之電特性，且利用高精度電流計及電壓計量測負載之電特性；及(4)使由高精度計進行之量測與控制系 統104之量測值相關，以校準控制系統104之量測值。因此，校準電流及電壓量測值，因此校準由控制系統104量測之電阻，以獲得高精度電阻量測值。(例如，±0.005歐姆或更佳)。
(II)用於二線加熱器之電阻-溫度之校準
在二線加熱器的情況下，控制系統104基於分區114之電阻加熱元件的電阻判定給定分區114之溫度。為了判定溫度，控制系統104包括使多個電阻與各別溫度量測值相關聯的電阻-溫度校準資料(亦即，電阻-溫度校準參考)。如本文中所描述，控制系統104經組配以執行加熱器校準控制以產生並儲存此校準資料，該校準資料在標準操作期間使用以量測分區之溫度，且控制供應至電阻加熱元件之電力。本揭露內容之加熱器校準控制可對具有一或多個分區之二線加熱器執行，且不應限於多區加熱器。
參考圖4，使用溫度感測器系統300校準包括控制系統104及加熱器102之熱系統100，該溫度感測器系統量測加熱器102之分區114的溫度，且將量測值輸出至控制系統104。
在一個形式中，溫度感測器系統300為熱電偶(TC)晶圓302，該TC晶圓具有晶圓304及沿著晶圓304分佈之多個TC 308。在校準期間，TC晶圓302安置於多區加熱器102上，且利用各種方法緊固至表面，該等方法諸如在收容加熱器102及TC晶圓302之腔室中產生負壓，將TC晶圓302結合至加熱器102，或借助於重力。溫度感測器系統300可為其他合適的感測器，且不應限於熱電偶晶圓。例如，可提供溫度感測器系統300作為TC夾具，以利用一批TC彈簧負載感測器探測加熱器102之表面。在另一實例中溫度感測器系統300為捕捉加熱器102之表面之熱影像的紅外攝影機。
在一個形式中，TC晶圓之TC組配成對應於加熱器102之熱控制的分區114之多組。例如，在圖5中，TC晶圓350包括圍繞TC晶圓350分佈 之26個TC(由箭頭表示)。TC經配置成六個群組，其中群組1具有6個TC，且群組2、3、4、5及6各自具有4個TC。群組1與設置於加熱器102之中心區處的分區相關，且群組2至6與沿著加熱器102之外環設置之一或多個分區相關。TC晶圓之TC可以各種合適的方式分組以與加熱器102之分區相關，且不應限於圖5中所示出的組配。
控制系統104包括用於連接至TC晶圓302之輸入/輸出介面(未圖示)。例如，圖6示出了實例組配，其中基座加熱器400將接收TC晶圓402。TC晶圓包括多個TC感測器，其中多個導線自TC感測器延伸出。在一個形式中，TC感測器藉由TC掃描器系統406連接至控制系統404，該TC掃描器系統用以監視來自TC感測器之量測值。TC感測器可以其他合適的方式連接至控制系統404，且不應限於TC掃描器系統406。經由有線連接，控制系統404之加熱器控制器自TC晶圓402之TC接收溫度量測值，諸如分區之平均溫度、來自每一TC之離散溫度量測值、標準差，以及其他量測值。加熱器400及控制系統404分別類似於加熱器102及控制系統104。
參考圖4，控制系統104經組配以包括設置於加熱器控制器106中以用於產生用於各種分區及整個加熱器102之電阻-溫度校準資料的加熱器校準控制310。在一個形式中，基於TC晶圓302與控制系統104之間的有線連接，加熱器校準控制310將TC感測器308映射至其各別溫度量測值，且將溫度量測值映射至其在TC晶圓302上之實體位置。因此，溫度量測值進一步與對應於加熱器102上之熱控制分區的界定群組相關聯，因此，識別出用於加熱器102之給定分區的感測器群組。
在一個形式中，加熱器校準控制310將加熱器加熱至多個溫度設定點，使得加熱器102具有均勻熱分佈。對於每一溫度設定點，加熱器校準控制310自TC感測器308接收溫度量測值，且自感測器電路124接收電特性(例 如，電壓及/或電流)量測值。基於溫度量測值(亦即，溫度資料集)，加熱器校準控制310產生用於給定設定點之每一群組的溫度度量衡資料，該溫度度量衡資料可包括以下至少一者：對應於與群組相關聯之各別加熱器分區的平均溫度的平均溫度；中值溫度；對應於各別加熱器分區之方差的溫度方差；對應於各別加熱器分區之標準差的溫度之標準差；最高溫度；最低溫度；溫度範圍；3σ值；及群組中之最小、最大及中值感測器的索引。雖然列出了特定度量衡資料，但是加熱器校準控制310可基於溫度量測值計算其他度量衡資料。
除了判定用於每一群組之度量衡資料之外，加熱器校準控制310還計算整個TC晶圓302且因此整個加熱器102之度量衡資料。例如，基於所有溫度量測值計算平均溫度、中值溫度、最高溫度、最低溫度及其他度量衡資料。此等量度用於監視及控制加熱器102以提供加熱器102之表面上的均勻熱分佈，而不僅是單一分區。
在一個形式中，加熱器校準控制310關聯給定群組之均值(平均)溫度，如各別分區之平均溫度。基於溫度量測時為分區量測之電壓及/或電流，加熱器校準控制310判定分區之電阻加熱元件的電阻，且使分區之電阻與各別群組之平均溫度相關。在一個形式中，加熱器校準控制310在判定電特性(亦即，電壓、電流及/或電阻)時採用經校準量測參考。在每一設定點處為每一分區保存電阻加熱元件之電阻作為電阻-溫度校準資料之部分。藉由具有電阻-溫度校準資料，控制系統104可利用電阻作為真實溫度之直接代理經由其感測溫度準確地控制分區。代替或除了平均溫度之外，可替代地使用其他度量衡源(諸如範圍、中值、最小及最大)作為控制源。
加熱器校準控制310可進一步對溫度感測器系統300執行診斷以利用度量衡資料中的一或多者識別出可能有故障的感測器。亦即，感測器可能由於各種原因而發生故障，原因諸如正常穿戴、過度使用及環境條件，且感測 器之不正常讀數會使溫度校準發生偏差，從而導致不均勻性。在一個形式中，為了偵測給定群組中有故障的感測器，加熱器校準控制310比較來自感測器之溫度量測值與給定群組之中值溫度。若溫度讀數與中值的偏差達預定義量(亦即，±10℃)，則加熱器校準控制310將輸出不正確的溫度讀數之感測器識別為有故障的。溫度變化容限可以預定義，且基於模型加熱器及控制系統之實驗測試來判定。通過計算諸如平均溫度之度量衡資料中的一或多者，加熱器校準控制310識別出有故障的感測器，且排除有故障的感測器。
作為診斷之部分，加熱器校準控制310界定了溫度感測器系統300被視為有缺陷之前每一分區所容許的有故障的感測器之最大數目。例如，對於具有4個TC感測器之群組，群組在被視為有缺陷之前准許有一個有故障的感測器，且對於具有5個TC感測器之群組，群組准許有兩個有故障的感測器。因此，若感測器之任何群組超越了容許的故障感測器的數目，則加熱器校準控制310停止校準程序(例如，切斷供應至加熱器102之電力)，且告知使用者溫度感測器系統300有故障。容許的故障感測器的數目是預定義的，且可基於群組中感測器的數目及用於加熱器102的準確性位準。
利用來自TC感測器之溫度量測值及來自感測器電路之電壓及電流量測值，加熱器控制器經組配以利用演算法進行自動校準，諸如經由感測器陣列直接控制溫度。亦即，在一個形式中，加熱器被控制為由加熱器控制器基於來自TC感測器之量測值決定的平均溫度。加熱器亦可被控制為由加熱器之電阻加熱元件基於來自先前加熱器之資料所量測到的標稱溫度，該等先前加熱器與測試之加熱器具有相同類別。對於各個獨特製造之基座，此資料可能接近，但並不準確。
在操作中，藉由控制系統執行之加熱器校準控制可在設置溫度感測器系統(例如，定位且緊固至加熱器且可通信地耦接至控制器)時開始。在一個 形式中，加熱器校準控制在諸如溫度設定點之多個設定點處控制加熱器。對於每一設定點，加熱器被維持於該設定點，直至加熱器及/或TC晶圓處於平衡為止，且控制系統基於來自感測器電路之資料量測並記錄分區中之每一者處的電阻，且自溫度感測器系統獲取溫度量測值。控制系統隨後計算每一分區及整個加熱器的度量衡資料，諸如平均溫度。界定設定點、量測電阻及/或度量衡資料中的一或多者可儲存為電阻-溫度校準資料，且以諸如表之各種合適的方式提供。在校準期間，控制系統可執行如本文所描述之感測器診斷，以驗證溫度感測器系統是在設定參數內操作。
在一個形式中，控制系統可顯示用於向使用者顯示資訊且自使用者接收命令之一或多個圖形使用者介面。例如，在一個形式中，控制系統可顯示校準資料之曲線、加熱器之熱型樣，及/或用於每一分區及用於整個加熱器之度量衡資料。此資訊可允許最佳化分區以匹配所需溫度分佈，且允許加熱器及控制系統一起工作以獲得最優均勻性。
利用電阻-溫度校準資料，控制系統量測多區加熱器之每一分區的溫度而不必使用分區處之離散溫度感測器，且具有準確精度以提供所有分區之封閉迴路/伺服控制。如本文中所描述，校準程序是自動化的，因此操作人員不需要瞭解校準細節，除了如何安裝溫度感測器系統及如何開始儲存於控制系統中之校準以外。在一個形式中，熱系統可實施本揭露內容之校準程序中的一者或兩者。
參考圖7，提供實例控制系統校準常式500。控制系統校準常式藉由本揭露內容之控制器校準系統執行。在502處，系統經由控制系統向負載提供電力，且在504處，系統自控制系統產生負載之初始量測特性，且自控制器校準產生負載之經校準量測特性。在一個形式中，一旦產生，供應至負載之電力便可關閉。初始量測特性及經校準量測特性指示負載之電特性，包括電壓、 電流及/或電阻。更特定言之，在一個形式中，為了產生初始量測特性，負載之初始電壓及初始電流由控制系統量測，且為了產生經校準量測特性，負載之經校準電壓及經校準電流由控制器校準系統量測。在一個形式中，初始電壓及經校準電壓同時量測，且初始電流及經校準電流同時量測。在另一形式中，初始電壓、初始電流、經校準電壓及經校準電流同時量測。在一個形式中，負載之初始電阻係基於初始電壓及初始電流來計算，且亦作為初始量測特性，且負載之經校準電阻係基於負載之經校準電壓及經校準電流來計算，且亦作為經校準量測特性。
在506處，系統使初始量測特性與經校準量測特性相關以校準控制系統進行之量測。在508處，系統基於初始量測特性與經校準量測特性之相關來界定經校準量測參考。
常式500僅為一個用於執行加熱器控制校準之實例常式且可以各種合適的方式組配。例如，在一個形式中，可為負載(亦即，負載電阻)之多個電力設定點及/或多個已知電阻界定經校準量測參考。對於每一電力及/或負載電阻，產生初始量測特性及經校準量測特性，隨後使之相關，以界定經校準量測參考。
參考圖8，提供藉由控制系統執行之實例加熱器校準控制常式600。常式600可在溫度感測器系統連接至控制系統以提供加熱器之溫度量測時執行。在602處，加熱器被控制於多個溫度設定點當中之一溫度設定點。在604處，獲取加熱器之電壓及電流(V-I)特性及溫度資料集。為每一溫度設定點獲取V-I特性及溫度資料集。在606處，對於每一溫度設定點，控制系統基於為該溫度設定點所獲取之V-I特性判定加熱器之電阻。在608處，控制系統基於為溫度設定點所獲取之溫度資料集判定溫度度量衡資料。在一個形式中，溫度度量衡資料包括平均溫度、中值溫度、溫度方差、標準差、最高溫度、最低溫度、溫 度範圍及/或3σ值。在610處，控制系統使加熱器之電阻與溫度設定點之溫度度量衡資料相關。在612處，控制系統界定用於基於加熱器之量測電阻判定加熱器之工作溫度的電阻-溫度校準參考。
若加熱器為多區加熱器，則向分區中之每一者提供電力，且控制電力，使得分區之溫度實質上等於溫度設定點。另外，為分區中之每一者捕捉V-I特性及溫度量測值。來自溫度感測器系統之加熱器的溫度資料集包括用於分區中之每一者的至少一個溫度量測值。
常式600僅為一個用於執行影院控制校準且可以各種合適的方式組配之實例常式。例如，在一個形式中，常式可對溫度感測器系統執行診斷以識別出可能有故障的感測器。更特定言之，在一個形式中，多區加熱器之每一分區與溫度感測器系統之溫度感測器當中的兩個或更多個溫度感測器(亦即，感測群組)相關聯。對於每一感測群組執行感測器診斷，以基於來自感測群組之溫度量測值識別出感測群組之溫度感測器當中有故障的溫度感測器。在感測器診斷識別出有故障的溫度感測器且識別出的有故障的溫度感測器的數目小於有故障的感測器臨限值時，在判定溫度度量衡資料之前捨棄來自有故障的溫度感測器之溫度量測值。在識別出的有故障的溫度感測器的數目大於有故障的感測器臨限值時，關閉供應至加熱器之電力。此外，除非另外規定，否則所有表示容限、溫度、電壓、電流或其他特性之數值係作為實例來提供。因此，應易於理解，可以使用其他數值，同時仍在本揭露內容之範疇內。
除非本文中另外明確地指示，否則所有指示機械/熱性質、組成百分比、尺寸及/或容限或其他特性之數值應理解為在描述本揭露內容之範疇時使用字「約」或「大約」來修飾。出於工業實踐、材料、製造及組裝容限以及測試能力等各種原因，此修飾為所要的。
如本文所使用，片語A、B及C中之至少一者應被視為意謂使用 非互斥邏輯或的邏輯(A或B或C)，且不應視為意謂「A中的至少一者、B中的至少一者及C中的至少一者」。
在本申請案中，術語「控制器」可用術語「電路」置換。術語「控制器」可以指、為以下各者的一部分或包括：特殊應用積體電路(ASIC)；數位、類比或混合類比/數位離散電路；數位、類比或混合類比/數位積體電路；組合邏輯電路；場可規劃閘陣列(FPGA)；實行程式碼之處理器電路(共用、專用或分組)；儲存由處理器電路執行之程式碼的記憶體電路(共用、專用或分組)；提供描述功能性之其他合適的硬體組件；或以上部分或全部的組合，諸如在晶載系統中。
術語程式碼可包括軟體、韌體及/或微碼，且可以指程式、常式、功能、類別、數據結構及/或物件。術語記憶體電路為術語電腦可讀媒體之子集。如本文所使用，術語電腦可讀媒體不包含傳播通過媒體(諸如在載波上)之暫時性電或電磁信號；因此，術語電腦可讀媒體可被視為有形的及非暫時性的。
本揭露內容之描述之性質僅為例示性的，且因此不脫離本揭露內容之主旨的變化意欲在本揭露內容之範疇內。此類變化不應視為背離本揭露內容之精神及範疇。
100:熱系統
102:多區基座加熱器
104:控制系統
106:加熱器控制器
108:電力轉換器系統
110:加熱板
111:基體
112:支撐軸
114:加熱分區
115:通道
117:計算裝置
118:電源
120:連鎖
124:感測器電路

Claims (18)

  1. 一種用於校準控制系統之方法，該控制系統經組配以控制一個二線加熱器，該二線加熱器可操作以產生熱量，且充當用於量測該二線加熱器之電特性的一感測器，該方法包含：由該控制系統向電耦接至該控制系統之一負載提供電力，其中該負載為可操作以設定一已知電阻之一作用中負載組；由該控制系統的一或更多個感測器電路產生該負載之一初始量測特性，其中該初始量測特性指示該負載之一電特性，其中該負載之該電特性包括一電壓、一電流、一電阻或其一組合；由耦接至該負載之一控制器校準系統的一或更多個電壓及電流(V-I)感測器產生該負載之一經校準量測特性，該經校準量測特性指示該負載之該電特性，其中該控制器校準系統與該控制系統分離，且其中該經校準量測特性與該初始量測特性同時產生；使該初始量測特性與該經校準量測特性相關；及基於該初始量測特性與該經校準量測特性之該相關界定一經校準量測參考，其中該控制系統採用該經校準量測參考以提供用於控制該二線加熱器之精確量測。
  2. 如請求項1之方法，其中：由該控制系統的該一或更多個感測器電路產生該初始量測特性進一步包含：由該一或更多個感測器電路量測該負載之一初始電壓及一初始電流，其中該初始量測特性包括該初始電壓及該初始電流，及由耦接至該負載之該控制器校準系統的該一或更多個電壓及電流(V-I)感測器產生該經校準量測特性進一步包含：由該一或更多個電壓及電流(V-I)感測器量測該負載之一經校準電壓及一經校準電流，其中該經校準量測特性包括該經 校準電壓及該經校準電流，其中該初始電壓及該經校準電壓同時量測，且該初始電流及該經校準電流同時量測。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含：基於該負載之該初始電壓及該初始電流來計算該負載之一初始電阻，其中該初始量測特性進一步包括該初始電阻；及基於該負載之該經校準電壓及該經校準電流來計算該負載之一經校準電阻，其中該經校準量測特性進一步包括該經校準電阻。
  4. 如請求項1之方法，其中：在多個電力設定點處向該負載提供電力，對於該等多個電力設定點中之每一者，由該控制系統產生該初始量測特性，且由該一或更多個感測器電路產生該經校準量測特性，以提供多個初始量測特性及多個經校準量測特性，使該等多個初始量測特性與該等多個經校準量測特性相關，及基於該等多個初始量測特性與該等多個經校準量測特性之該相關界定該經校準量測參考。
  5. 如請求項1之方法，其中該負載為具有一可調整電阻之一可控制負載，其中該方法進一步包含：將該負載之一電阻設置為多個電阻設定點，其中，對於該等多個電阻設定點中之每一者，由該一或更多個感測器電路產生該初始量測特性，且由該一或更多個電壓及電流(V-I)感測器電路產生該經校準量測特性，以提供多個初始量測特性及多個經校準量測特性，使該等多個初始量測特性與該等多個經校準量測特性相關，及基於該等多個初始量測特性與該等多個經校準量測特性之該相關界定該經 校準量測參考。
  6. 如請求項1之方法，其中該控制系統電耦接至該二線加熱器，該方法進一步包含：由該控制系統控制該二線加熱器至多個溫度設定點當中之一溫度設定點；同時自該一或更多個感測器電路獲取該二線加熱器之電壓及電流(V-I)特性且自一溫度感測器系統獲取該二線加熱器之溫度資料集，其中為該等多個溫度設定點中之每一者獲取該等電壓及電流(V-I)特性及該溫度資料集；對於該等多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之該等電壓及電流(V-I)特性及該經校準量測參考來判定該二線加熱器之一電阻；對於該等多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之該溫度資料集計算一溫度度量衡資料；使該等多個溫度設定點之該二線加熱器之該等電阻與該溫度度量衡資料相關；及界定用於基於該二線加熱器之一量測電阻判定該二線加熱器之一工作溫度的一電阻-溫度校準參考。
  7. 如請求項6之方法，其中自該一或更多個感測器電路獲取該二線加熱器之該電壓及電流(V-I)及自該溫度感測器系統獲取該二線加熱器之該溫度資料集進一步包含：由該一或更多個感測器電路量測該二線加熱器之該等電壓及電流(V-I)特性；及由該溫度感測器系統量測該二線加熱器在該溫度設定點處之多個溫度量測值，其中提供該等多個溫度量測值作為該溫度設定點之該溫度資料集。
  8. 如請求項6之方法，其中該溫度度量衡資料包括一平均溫度、一中值溫度、一溫度方差、一標準差、一最高溫度、一最低溫度、一溫度範圍， 或其一組合。
  9. 一種用於校準控制系統之方法，該控制系統經組配以操作一個二線加熱器，該二線加熱器可操作以產生熱量，且充當用於量測該二線加熱器之溫度的一感測器，該二線加熱器包括界定多個分區之多個電阻加熱元件，該控制系統係可操作以獨立地控制每一分區，該方法包含：由該控制系統控制該二線加熱器至多個溫度設定點當中之一溫度設定點；同時自該控制系統獲取該二線加熱器之數個電壓及電流(V-I)特性且自一溫度感測器系統獲取該二線加熱器之溫度資料集，其中為該等多個溫度設定點中之每一者獲取該等電壓及電流(V-I)特性及該溫度資料集，其中該二線加熱器的該等電壓及電流(V-I)特性包括用於該等多個分區中之每一者及該二線加熱器整體之電壓及電流(V-I)特性，以及其中自該溫度感測器系統獲取之該二線加熱器的該溫度資料集包括用於該等多個分區中之每一者的至少一個溫度量測值；對於該等多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之該等電壓及電流(V-I)特性來判定該二線加熱器之一電阻；對於該等多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之該溫度資料集計算一溫度度量衡資料；使該等多個溫度設定點中之該二線加熱器之該等電阻與該溫度度量衡資料相關；及界定用於基於該二線加熱器之一量測電阻判定該二線加熱器之一工作溫度的一電阻-溫度校準參考。
  10. 如請求項9之方法，其中獲取該二線加熱器之該等電壓及電流(V-I)特性及該溫度資料集進一步包含：由該控制系統之一感測器電路量測該二線加熱器之該等電壓及電流(V-I)特性；及 由該溫度感測器系統量測該二線加熱器在該溫度設定點處之多個溫度量測值，其中提供該等多個溫度量測值作為該溫度設定點之該溫度資料集。
  11. 如請求項9之方法，其中該溫度度量衡資料包括一平均溫度、一中值溫度、一溫度方差、一標準差、一最高溫度、一最低溫度、一溫度範圍，或其一組合。
  12. 如請求項9之方法，其中由該控制系統控制該二線加熱器至該溫度設定點進一步包含：向該二線加熱器之該等多個分區提供電力；獲得用於該二線加熱器之該等多個分區中之每一者的一溫度；及回應於該等多個分區當中之一或多個分區的該溫度不等於該溫度設定點而調整供應至該等多個分區之電力。
  13. 如請求項9之方法，其中該溫度感測器系統包括多個溫度感測器，其中該方法進一步包含對於該等多個分區中之每一分區，使該等多個溫度感測器當中之一或多個溫度感測器與一各別分區相關聯，其中該一或多個溫度感測器經組配以提供用於該各別分區之該溫度量測值。
  14. 如請求項13之方法，其中該等多個分區中之每一者與該等多個溫度感測器當中之兩個或更多個溫度感測器相關聯，提供該等兩個或更多個溫度感測器作為一感測群組，且該方法進一步包含：對於每一感測群組，執行一感測器診斷以基於來自該感測群組之該等溫度量測值識別出該感測群組之溫度感測器當中之一有故障的溫度感測器；回應於該感測器診斷識別出該有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目小於一有故障的感測器臨限值時，捨棄該有故障的溫度感測器的該溫度量測值；及回應於該感測器診斷識別出該有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的 溫度感測器的數目大於該有故障的感測器臨限值時，切斷供應至該二線加熱器之電力。
  15. 如請求項13之方法，其中該等多個分區中之每一者與該等多個溫度感測器當中之兩個或更多個溫度感測器相關聯，提供該等兩個或更多個溫度感測器作為一感測群組，且該方法進一步包含：對於每一感測群組，基於來自各別感測群組之該等兩個或更多個溫度感測器的該溫度量測值來計算一分區溫度度量衡資料。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該分區溫度度量衡資料包括一平均溫度、一中值溫度、一溫度方差、一標準差、一最高溫度、一最低溫度、一溫度範圍，或其一組合。
  17. 一種用於校準控制系統之方法，該控制系統經組配以操作一個二線加熱器，該二線加熱器可操作以產生熱量，且充當用於量測該二線加熱器之溫度的一感測器，該二線加熱器包括界定多個分區之多個電阻加熱元件，該控制系統係可操作以獨立地控制每一分區，該方法包含：由該控制系統控制該二線加熱器至多個溫度設定點當中之一溫度設定點；同時自該控制系統獲取該二線加熱器之數個電壓及電流(V-I)特性且自一溫度感測器系統獲取該二線加熱器之溫度資料集，其中為該等多個溫度設定點中之每一者獲取該等電壓及電流(V-I)特性及該溫度資料集，其中該溫度感測器系統包括多個溫度感測器，其中該二線加熱器的該等電壓及電流(V-I)特性包括用於該等多個分區中之每一者及該二線加熱器整體之電壓及電流(V-I)特性，以及其中自該溫度感測器系統獲取之該二線加熱器的該溫度資料集包括用於該等多個分區中之每一者的至少一個溫度量測值；執行一感測器診斷以基於該等溫度量測值識別出該等多個溫度感測器當中之一有故障的溫度感測器； 回應於該感測器診斷識別出該有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目小於一有故障的感測器臨限值時，捨棄該有故障的溫度感測器之該溫度量測值；及回應於該感測器診斷識別出該有故障的溫度感測器且在識別出的有故障的溫度感測器的數目大於該有故障的感測器臨限值時，切斷供應至該二線加熱器之電力。
  18. 如請求項17之方法，其中回應於該感測器診斷未識別出該有故障的溫度感測器或在識別出的有故障的溫度感測器的數目小於該有故障的感測器臨限值時，該方法進一步包含：對於該等多個溫度設定點中之每一者，基於獲取之該等電壓及電流(V-I)特性判定該二線加熱器之一電阻；對於該等多個溫度設定點中之每一者，基於該溫度資料集計算一溫度度量衡資料；使多個溫度設定點之該二線加熱器之該等電阻與該溫度度量衡資料相關；及界定用於基於該二線加熱器之一量測電阻判定該二線加熱器之一工作溫度的一電阻-溫度校準參考。
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