本发明公开了一种半导体热处理设备及其温度自校准方法，设备包括：炉体、设置于炉体内的工艺管以及设置于工艺管内的晶舟，晶舟沿工艺管的轴向设有多个晶圆放置区，每个晶圆放置区能够放置多片待加工晶圆；内部测温件，沿工艺管的轴向设置于工艺管的内部边缘，沿内部测温件的一端至另一端间隔分布有多个测温点，每个测温点对应一个晶圆放置区，每个晶圆放置区用于放置测温晶圆和待加工晶圆，测温晶圆上设有晶圆测温件；控制单元，内部测温件和晶圆测温件分别与控制单元连接，控制单元用于根据晶圆测温件的温度对内部测温件上相应的测温点的温度进行校准，以使测温晶圆的温度等于设定温度。本发明可以实现对半导体热处理设备温度调控的精确自动校准。