WO2023185446A1 - 晶圆校准装置及腔室、半导体工艺设备及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶圆校准装置、晶圆校准腔室、半导体工艺设备及校准方法，晶圆校准装置包括承载机构和导向对心机构；承载机构具有第一承载面，第一承载面用于承载晶圆；导向对心机构包括升降组件和导向承载部，升降组件与导向承载部相连接，用于驱动导向承载部升降，以使导向承载部位于第一位置或者第二位置，导向承载部环绕承载机构设置；导向承载部具有导向斜面和平行于第一承载面的第二承载面，导向斜面用于将晶圆导入第二承载面并在此过程中实现对中；当导向承载部处于第一位置时，第二承载面高于第一承载面；当导向承载部处于第二位置时，第二承载面低于第一承载面。本发明对晶圆的位置进行初步校准，提高了晶圆校准装置的兼容性和安全性。

Description

晶圆校准装置及腔室、半导体工艺设备及校准方法 技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆校准装置、晶圆校准腔室、半导体工艺设备及校准方法。

背景技术

半导体工艺设备包括工艺腔室和晶圆承载腔室。半导体工艺设备工作过程中，机械手将晶圆承载腔室内存储的晶圆传输至工艺腔室内，在工艺腔室内对晶圆进行工艺加工。

然而，由于机械手的工位校准以及晶圆在晶圆承载腔室内的位置均存在偏差，因此当晶圆从晶圆承载腔室内传输至工艺腔室内时，晶圆在工艺腔室内的位置精度较差，从而影响晶圆的工艺性能。

为此，相关技术中，半导体工艺设备还包括晶圆校准装置，晶圆校准装置包括有承载机构和检测机构，承载机构用于承载晶圆，检测机构用于检测晶圆的外形结构，从而校准晶圆的相对位置。机械手根据检测机构的检测信号，调整其抓取位置，从而补偿晶圆的位置偏差，以对晶圆的位置进行校准，从而使晶圆能以较为准确的位置传入工艺腔室内。

然而，当承载机构的中心与晶圆的中心偏差较大时，容易超出晶圆校准装置的校准范围，造成晶圆校准装置无法进行校准操作，因此相关技术中晶圆校准装置的校准范围较小。另外，当承载机构的中心与晶圆的中心偏差较大时，也容易导致晶圆从承载机构上掉落，造成晶圆损坏。因此晶圆校准装置的兼容性和安全性均较差。

发明内容

本发明公开一种晶圆校准装置、晶圆校准腔室、半导体工艺设备及校准方法，以解决晶圆校准装置的兼容性和安全性均较差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种晶圆校准装置，包括承载机构和导向对心机构；

所述承载机构具有第一承载面，所述第一承载面用于承载晶圆；

所述导向对心机构包括升降组件和导向承载部，所述升降组件与所述导向承载部相连接，用于驱动所述导向承载部升降，以使所述导向承载部位于第一位置或者第二位置，所述导向承载部环绕所述承载机构设置；

所述导向承载部具有导向斜面和平行于所述第一承载面的第二承载面，所述导向斜面用于将所述晶圆导入所述第二承载面并在此过程中实现对中；

当所述导向承载部处于所述第一位置时，所述第二承载面高于所述第一承载面；当所述导向承载部处于所述第二位置时，所述第二承载面低于所述第一承载面。

一种晶圆校准腔室，包括上述的晶圆校准装置，所述晶圆校准腔室还包括腔室本体，所述导向承载部和所述承载机构均设置于所述腔室本体内，所述升降组件设置于所述腔室本体的下方。

一种半导体工艺设备，包括晶圆承载腔室、工艺腔室、传输腔室和上述的晶圆校准腔室，所述传输腔室内设置有机械手，所述机械手用于将所述晶圆承载腔室内的晶圆传输至所述晶圆校准腔室进行校准，并将校准后的所述晶圆传输至所述工艺腔室。

一种晶圆的校准方法，应用于上述的半导体工艺设备，所述校准方法包括：

控制载有晶圆的机械手移动至所述晶圆校准腔室中的传片位；

控制所述机械手下降，使所述晶圆转载至位于第一位置的导向承载部的导向斜面上，所述导向斜面用于将所述晶圆导入所述第二承载面并在此过程 中实现对中；

控制所述升降组件驱动所述导向承载部由所述第一位置向下移动，以使所述晶圆由所述第二承载面转载至所述第一承载面。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的晶圆校准装置中，机械手可以先将晶圆传输至导向承载部上，导向承载部具有导向斜面，在晶圆的重力作用下，导向斜面能够对晶圆进行对中，从而对晶圆的位置进行初步校准。当导向承载部由第一位置移动至第二位置时，晶圆转载至承载机构上。此方案中，当晶圆的偏差较大时，导向斜面能够对晶圆进行对中，以对晶圆的位置进行初步校准，从而使得晶圆以较小的偏差承载在承载机构上。本申请中的晶圆校准装置能够兼容的偏差范围较大，此外，晶圆以较小的偏差承载在承载机构上，使得晶圆不容易从承载机构上掉落。因此本方案提高了晶圆校准装置的兼容性和安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的晶圆校准装置的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的晶圆校准装置的俯视图；

图3至图5为本发明实施例公开的晶圆校准装置中晶圆的传输示意图；

图6至图14为本发明实施例公开的晶圆校准装置的部分结构示意图；

图15为本发明实施例公开的半导体工艺设备的结构示意图；

图16和图17为本发明实施例公开的校准方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体 实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

如图1至图14所示，本发明实施例公开一种晶圆校准装置，该晶圆校准装置用于校准晶圆500的相对位置。所公开的晶圆校准装置包括安装基座110、承载机构130、检测机构140和导向对心机构150。

安装基座110为承载机构130、检测机构140、导向对心机构150等部件提供安装位置。

承载机构130具有第一承载面，第一承载面用于承载晶圆500。可选地，承载机构130可以为台状、柱状结构，当然，承载机构130还可以为其他结构，本文不作限制。

检测机构140设置于安装基座110，检测机构140用于检测晶圆500的位置及轮廓形状。此时检测机构140得到晶圆500的位置信息和轮廓信息，检测机构140将晶圆500的位置信息和轮廓信息传输至半导体工艺设备的控制装置中，控制装置根据检测机构140传输的信息获取机械手410的补偿信息，从而驱动机械手410抓取位置进行修正，以补偿晶圆500的位置偏差。

导向对心机构150包括升降组件151和导向承载部152，导向承载部152与升降组件151相连接，升降组件151用于驱动导向承载部152升降，以使导向承载部152位于第一位置或者第二位置。导向承载部152环绕承载机构130设置。

导向承载部152具有导向斜面1521和平行于第一承载面的第二承载面1522，导向斜面1521用于将晶圆500导入第二承载面1522并在此过程中实现对中。

在晶圆500放入导向承载部152的情况下，导向斜面1521在将晶圆500导入第二承载面1522的同时对晶圆500进行对中。如果晶圆500在机械手410上存在位置偏差，晶圆500在刚落入导向承载部152时，会因偏差使自身倾斜，晶圆500的边缘搭接在导向斜面1521上，导向斜面1521会为晶圆500提供垂直于导向斜面1521的支撑力，垂直于导向斜面1521的支撑力分解为竖直向上的分力和指向导向承载部152中心的分力，指向导向承载部152的分力能够使得晶圆500滑向导向承载部152的中心，从而消除晶圆500的部分位置偏差。

如图10所示，F1为晶圆500的重力，F2为导向斜面1521为晶圆500提供的垂直于导向斜面1521的支撑力，F3为竖直向上的分力，F4为指向导向承载部152中心的分力。

当导向承载部152处于第一位置时，第二承载面1522高于第一承载面，当导向承载部152处于第二位置时，第二承载面1522低于第一承载面。

具体的操作过程中，导向承载部152首先移动至第一位置，此时第二承载面1522高于第一承载面，机械手410将晶圆500转载至导向承载部152。晶圆500在导向承载部152上初次校准后，再传递至承载机构130上，此过程中，第二承载面1522由高于第一承载面的位置，移动至低于第一承载面的位置，因此晶圆500转载至承载机构130上。然后，检测机构140对晶圆500进行再次校准。

本申请公开的实施例中，机械手410可以先将晶圆500传输至导向承载部152上，导向承载部152具有导向斜面1521，在晶圆500的重力作用下，导向斜面1521能够对晶圆500进行对中，从而对晶圆500的位置进行初步校准。当导向承载部152由第一位置移动至第二位置的过程中，晶圆500转载至承载机构130上。当晶圆500的偏差较大时，导向斜面1521能够对晶圆500进行对中，以对晶圆的位置进行初步校准，从而使得晶圆500以较小的 偏差承载在承载机构130上。因此本申请中的晶圆校准装置能够兼容的偏差范围较大。此外，晶圆500以较小的偏差承载在承载机构130上，使得晶圆500不容易从承载机构130上掉落。因此本方案提高了晶圆校准装置的兼容性和安全性。

另外，当机械手410与晶圆500的偏差范围超出检测机构140的校准范围的情况下，导向对心机构150能够对晶圆500进行初步校准，从而将晶圆500的偏差调整至检测机构140的校准范围内，再进行校准。因此本申请公开的晶圆校准装置允许校准的晶圆500位置偏差范围较大。

上述实施例中，导向承载部152可以为环形结构，环形结构的导向承载部152的尺寸较大，因此占用晶圆校准装置的内部空间较大。

基于此，在另一种可选的实施例中，导向承载部152可以包括至少三个导向承载块，至少三个导向承载块沿承载机构130的周向间隔分布，至少三个导向承载块均可以具有导向斜面1521和第二承载面1522。此方案中，至少三个导向支撑块支撑在晶圆500的至少三个位置上，相比于环形结构的导向承载部152来说，至少三个导向支撑块的体积较小，因此占用晶圆校准腔室100的内部空间较小。

上述的导向承载部152的中心可以为至少三个导向承载块所在圆周的圆心。

在另一种可选的实施例中，升降组件151可以包括驱动源1511、升降台1512和多个支撑杆1513，驱动源1511可以与升降台1512相连接，多个支撑杆1513可以间隔设置于升降台1512上，例如可以沿承载机构130的周向间隔分布。每个支撑杆1513可以连接一个导向承载块。此方案中，驱动源1511通过升降台1512驱动多个支撑杆1513同时升降，因此使得多个导向承载块同时升降，从而不容易造成多个导向承载块升降高度不同的情况。

进一步地，升降组件151还包括多个安装板1514，每个安装板1514可 以设置于支撑杆1513背离升降台1512的一端，导向承载块可以安装于安装板1514，导向承载块在安装板1514上的安装位置可以沿承载机构130的径向可调节。此时，导向承载块在安装板1514上的安装位置可调节，从而能够满足不同尺寸晶圆500的校准，进而提高了晶圆校准装置的兼容性。

此外，通过调节导向承载块的安装位置，能够进一步提高对晶圆500的校准精度。

可选地，安装板1514沿承载机构130的径向开设有多个卡槽，导向承载块的卡扣可以卡接在其中一个卡槽内。或者安装板1514沿承载机构130的径向开设有螺纹孔，导向承载块通过螺栓固定在其中一个螺纹孔内。

上述实施例中，升降组件151还包括丝杠传输机构1515和联轴器1516，丝杠传输机构1515和联轴器均位于承载机构130的下方。丝杠传输机构1515通过联轴器1516与驱动源1511相连接，升降台1512与丝杠传输机构1515相连接。驱动源1511通过联轴器1516驱动丝杠传输机构1515转动，丝杠传输机构1515驱动升降台1512升降。

在另一种可选的实施例中，升降组件151还可以包括第一检测开关1517a、第二检测开关1517b和开关触发件1519，开关触发件1519可以设置于升降台1512，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b均可以固定设置于承载机构130的下方。可选地，承载机构130的下方可以设置有固定支架，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b可以固定在固定支架上，或者，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b可以固定在安装基座110上，再或者，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b可以固定在下述的腔室本体101上。

当开关触发件1519触发第一检测开关1517a时，导向承载部152处于第一位置，此时，当第一检测开关1517a输出信号时，导向承载部152位于第一位置，可以进行晶圆500的传输。当开关触发件1519触发第二检测开关 1517b时，导向承载部152处于第二位置，此时，当第二检测开关1517b输出信号时，导向承载部152位于第二位置，此时，晶圆500被转载至承载机构130上。

此方案中，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b能够对导向承载部152的位置进行输出，从而无需人工判断导向承载部152的位置，避免了人为误操作。

可选地，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b可以为接触开关，开关触发键接触第一检测开关1517a或第二检测开关1517b从而输出信号。第一检测开关1517a和第二检测开关1517b也可以为光电传感器，开关触发件1519遮挡光电传感器的光源信号，从而使得光电传感器输出信号。

为了防止导向承载部152行程较长，而造成导向承载部152与晶圆校准装置的其他部件发生碰撞。在另一种可选的实施例中，升降组件151还可以包括第一限位开关1518a和第二限位开关1518b，第一检测开关1517a和第二检测开关1517b可以固定设置于第一限位开关1518a和第二限位开关1518b之间，开关触发件1519可触发第一限位开关1518a或第二限位开关1518b，第一限位开关1518a和第二限位开关1518b用于限制导向承载部152的行程。

此方案中，由于第一限位开关1518a和第二限位开关1518b的限制，导向承载部152的移动距离为第一限位开关1518a和第二限位开关1518b之间的距离，因此能够防止由于导向承载部152的距离较长而与其他部件发生碰撞。

具体地，第一限位开关1518a或第二限位开关1518b发出信号时，驱动源1511的电机抱死，停止工作，导向承载部152不再移动。

可选地，第一限位开关1518a和第二限位开关1518b可以为接触开关，也可以为光电传感器。当然，还可以为其他结构，本文不作限制。

在另一种可选的实施例中，导向斜面1521与第二承载面1522之间的夹角可以大于或等于120°，且小于或等于150°。此方案中，指向导向承载部152中心的分力更大，因此导向承载部152的导向性能更好。

可选地，如图12所示，第二承载面1522的投影长度L1可以为5.5mm，导向斜面1521的投影长度L2可以为4.5mm，第二承载面1522的边缘至导向承载块的安装点的距离L3可以为20mm，这里的L3也可以理解为导向承载块的长度。

如图13所示，晶圆500承载在第二承载面1522上，当晶圆500的中心与导向承载部152的中心重合时，可以假定晶圆500的位置偏差为0。其中R1表示第二承载面1522与导向承载部152的中心的最小内切圆的半径，R2表示晶圆500的半径，R3为第二承载面1522与导向承载部152的中心的最大内切圆的半径，R4表示导向斜面1521和第二承载面1522的相交处与导向承载部152的中心点之间内切圆的半径，R5表示导向承载块的安装点与导向承载部152的中心点之间的内切圆的半径。此时，导向对心机构150允许晶圆500的最大偏差与R2和R1有关，导向对心机构150允许晶圆500的最大偏差可以是晶圆500的外径至第二承载面1522内边缘的距离，即ΔL1＝R1-R2。ΔL1为导向对心机构150允许晶圆500的最大偏差。当晶圆500承载至第二承载面1522上时，晶圆500经过对心后的偏差可以表示为ΔL2，ΔL2＝R2-R4。根据附图还可以得出以下公式：R1＝R5-L3，R3＝R1+L1+L3，R4＝R1+L1。

以晶圆500的半径R2为100mm为例，R5可以为115mm，L1可以为5.5mm，L2可以为4.5mm，L3可以为20mm。可以得到R1为95mm，此时，ΔL1为5mm。可以得到R4为100.5mm，此时，ΔL2为0.5mm。因此当晶圆500放入导向对心机构150前的位置偏差ΔL1若小于5mm，经过导向对心机构150自动对心后，晶圆500的位置偏差ΔL2不超过0.5mm。为了进一步减 小ΔL2，可以通过调整导向承载块的安装位置，来修正ΔL2，也即调整R5的大小。

为了防止机械手410和导向承载块发生干涉，在另一种可选的实施例中，相邻的两个导向承载块之间的距离大于机械手410的宽度，此时机械手410在放片过程中，可以伸入相邻的两个导向承载块之间，从而不容易与导向承载块发生干涉。

上述实施例中，机械手410夹取校准后的晶圆500时，容易与导向承载部152发生干涉。

基于此，在另一种可选的实施例中，安装基座110环绕基座主体131设置，升降组件151位于该安装基座110下方。安装基座110包括至少三个扇形板，至少三个扇形板沿基座主体131的周向依次设置，并依次拼接形成圆盘状基座，相邻的扇形板之间可以设置有安装间隙，支撑杆1513可以穿过对应的安装间隙与对应的导向承载块相连接，例如安装间隙的数量与支撑杆1513的数量相同，且一一对应地设置。当导向承载部152处于第二位置时，每个导向承载块可以位于对应的安装间隙内。此方案中，当机械手410夹取校准后的晶圆500时，每个导向承载块可以位于其对应的安装间隙内，导向承载块隐藏于对应的安装间隙内，不容易于与机械手410发生干涉。另外，升降组件151可以位于安装基座110的下方，从而使得升降组件151不容易与安装基座110上方的部件发生干涉。

在另一种可选的实施例中，承载机构130可以包括基座主体131和多个顶针132，多个顶针132可以间隔设置于基座主体131，例如，多个顶针132沿基座主体131的周向间隔分布。多个顶针132的顶端形成第一承载面。此方案中，基座主体131用于承载多个顶针132，多个顶针132围成中空结构，因此能够为机械手410夹取晶圆500预留较大的位置。同时，顶针132通常为细长结构，因此能够预留出较大的夹取空间，从而方便机械手410夹取晶 圆500。

可选地，当每个导向承载块可以位于其对应的安装间隙内时，导向承载块的上表面至少与基座主体131的上表面相平齐。

上述实施例中，检测机构140检测晶圆500的位置及轮廓形状时，晶圆500可以静止不动，此时需要检测机构140具有较大的检测范围才能够覆盖晶圆500整个轮廓范围，因此检测难度较大，检测准确性较差。

基于此，在另一种可选的实施例中，晶圆校准装置还可以包括旋转机构120，旋转机构120的驱动端与基座主体131转动相连接，用于驱动基座主体131绕其中心轴线转动。检测机构140可以用于在晶圆500转动的过程中，检测晶圆500的位置及轮廓形状。

具体的操作过程中，晶圆500转载至承载机构130时，旋转机构120通过承载机构130驱动晶圆500转动，检测机构140对晶圆500进行再次校准。

此方案中，晶圆500转动的过程中，检测机构140即可获得整个晶圆500的位置和轮廓形状，检测机构140无需覆盖整个晶圆500，因此检测机构140无需较大的检测范围，从而使得检测难度较小，检测准确性较高。

可选地，上述旋转机构120可以位驱动电机、气压缸、液压缸等部件，当然，还可以为其他动力结构，本文不做限制。

在一种可选的实施例中，检测机构140可以包括发射件141和接收件142，发射件141可以与接收件142相对设置，例如，发射件141可以与接收件142沿平行于基座主体131的中心轴线的方向相对设置。其中一个扇形板的上表面开设有容置槽，发射件141和接收件142中的一者设置于容置槽内，另一者可以设置于下文提到的腔室本体101上，也可以设置于扇形板上设置的安装架上。当第一承载面承载晶圆500时，晶圆500的边缘可以位于发射件141和接收件142之间。

发射件141用于在晶圆500转动过程中向接收件142发射信号，接收件 142用于接收发射件141发射的未被晶圆500遮挡的信号，并根据该信号获取晶圆500的位置及轮廓形状。

具体地，如图14所示，当晶圆500为圆形结构，且其圆心与承载机构130的圆心重合时，也就是说晶圆500没有位置偏移，晶圆500转动时，发射件141发射的信号在被晶圆500遮挡之后，被接收件142接收到的未被晶圆500遮挡的信号(或者发射件141发射的信号也可以被晶圆500全部遮挡)与设定的比较值完全一样。当晶圆500为圆形结构，且与承载机构130具有偏差时，晶圆500转动时，晶圆500遮挡发射件141发射的信号的程度发生变化，被接收件142接收到的未被晶圆500遮挡的信号的强弱也随之发生变化，通过将该信号与设定的比较值进行比较，可以确定晶圆500的位置偏差。如果晶圆500开设有特征点，例如平边或者“v”形口，特征点处会出现信号的突变，从而被检测机构140识别。

此方案中，发射件141可以发射信号，接收件142接收信号，通过接收未被晶圆500遮挡的信号的变化，以对晶圆500的形状和位置进行识别，从而使得检测机构140的结构简单、可靠。

可选地，发射件141可以为红外光发射器，也可以为其他光源发射器，本文不作限制。

上述实施例中，当检测机构140检测到晶圆500的位置及轮廓形状信息时，检测机构140将晶圆500的位置及轮廓形状信息传输至半导体工艺设备的控制器内，控制器可以根据检测到的晶圆500的位置及轮廓形状信息，调整机械手410的取片位置。例如，当晶圆500具有特征点时，机械手410的取片方向与晶圆500特征点的方向一致。

基于本申请上述任一实施例的晶圆校准装置，本申请实施例还公开一种晶圆校准腔室，所公开半导体腔室具有上述任一实施例的晶圆校准腔室。

本申请公开的晶圆校准腔室100还可以包括腔室本体101，腔室本体101 为晶圆校准腔室100的安装基础，上述的导向承载部152、承载机构130、安装基座110和检测机构140均可以位于腔室本体101内，上述的升降组件151可以设置于腔室本体101的下方。

具体地，安装基座110可以设置在腔室本体101的底壁上，升降组件151的部分可穿过腔室本体101的底壁于导向承载部152连接。当升降组件151包括支撑杆时，支撑杆穿过腔室本体101的底壁与导向承载部152连接。

基于本申请上述任一实施例的晶圆校准腔室100，本申请实施例还公开一种半导体工艺设备，所公开半导体腔室具有上述任一实施例的晶圆校准腔室100。

如图15所示，本申请公开的半导体工艺设备还包括晶圆承载腔室200、工艺腔室300和传输腔室400，晶圆承载腔室200用于承载晶圆500，工艺腔室300用于加工晶圆500，传输腔室400实现晶圆500在腔室之间的传输。传输腔室400内可以设置有机械手410，机械手410可以用于将晶圆承载腔室200内的晶圆500传输至晶圆校准腔室100进行校准，并将校准后的晶圆传输至工艺腔室300。

基于本发明上述实施例的半导体工艺设备，本发明实施例还公开一张晶圆的校准方法，应用于上文所述的半导体工艺设备中，如图16所示，该晶圆的校准方法包括：

S100、控制载有晶圆500的机械手410移动至晶圆校准腔室100中的传片位。

这里的传片位是指机械手410在晶圆校准腔室100内的位置，传片位应该高于导向承载部152的第一位置。

S200、控制机械手410下降，使晶圆500转载至位于第一位置的导向承载部152的导向斜面1521上，该导向斜面1521用于将晶圆500导入第二承载面1522并在此过程中实现对中。

此时，机械手410下降的过程中，机械手410的位置逐渐低于第一位置，从而使得晶圆500转载至导向承载部152上。当晶圆500有偏差时，晶圆500的边缘搭接在导向斜面1521上。晶圆500在重力的影响下进行对中，即，在晶圆500的重力作用下，导向斜面1521能够对晶圆进行对中，从而对晶圆的位置进行初步校准。

S300、控制升降组件151驱动导向承载部152由所述第一位置向下移动，以使晶圆500由第二承载面1522转载至第一承载面。

当晶圆500转载至导向承载部152上时，导向承载部152即开始向下移动，晶圆500在导向承载部152向下移动开始前已经完成对中，或者在导向承载部152移动至第二位置之前完成对中。在导向承载部152向下移动的过程中，能够加快对晶圆500的对中。

此时，驱动导向承载部152由第一位置移动至第二位置，以使晶圆500转载至承载机构130。第二位置可以是上述导向承载块位于安装间隙内的位置。这里的第二位置本文不做具体限制，在第二位置时，只要第二承载面1522低于第一承载面即可。

经过导向对心机构150初步校准的晶圆500转载至承载机构130上，进行下一步的校准。

此方案中，当晶圆500的偏差较大时，导向斜面1521能够对晶圆500进行对中，以对晶圆500的位置进行初步校准，从而使得晶圆500以较小的偏差承载在承载机构130上。本申请中的晶圆校准装置能够兼容的偏差范围较大，此外，晶圆500以较小的偏差承载在承载机构130上，使得晶圆500不容易从承载机构130上掉落。因此本方案提高了晶圆校准装置的兼容性和安全性。

在另一种可选的实施例中，如图17所示，在步骤S300之后，校准方法还可以包括：

S400、控制控制升降组件151驱动导向承载部152继续下降至低于机械手410的取片位的第二位置。

上述第二位置的设定满足将导向承载部152下移至不影响机械手410夹取晶圆500的位置即可。

S500、控制旋转机构120驱动承载机构130带动晶圆500转动，并在转动过程中控制检测机构140检测晶圆500的位置及轮廓形状。

S600、根据检测机构140检测到的晶圆的位置及轮廓形状，获取晶圆500的位置偏差，以调整机械手410的取片位的坐标。

根据获取的晶圆的位置偏差，对机械手410的取片位数据进行调整，从而对晶圆500的位置偏差进行补偿。

S700、控制机械手410移动至调整后的坐标对应的取片位，并控制机械手410该取片位上升至抓取位，以使晶圆500由第一承载面转载至机械手410上。

旋转机构120通过承载机构130驱动晶圆500转动，检测机构140检测晶圆500的位置及轮廓形状。根据检测机构140的检测信息，调整机械手410的取片位置，以对晶圆500的位置偏差进行补偿。

此方案中，晶圆500转动的过程中，检测机构140即可获得整个晶圆500的位置和轮廓形状，检测机构140无需覆盖整个晶圆500，因此检测机构140无需较大的检测范围，从而使得检测难度较小，检测准确性较高。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围 之内。

Claims (13)

1. 一种晶圆校准装置，其特征在于，包括承载机构和导向对心机构；

   所述承载机构具有第一承载面，所述第一承载面用于承载晶圆；

   所述导向对心机构包括升降组件和导向承载部，所述升降组件与所述导向承载部相连接，用于驱动所述导向承载部升降，以使所述导向承载部位于第一位置或者第二位置，所述导向承载部环绕所述承载机构设置；

   所述导向承载部具有导向斜面和平行于所述第一承载面的第二承载面，所述导向斜面用于将所述晶圆导入所述第二承载面并在此过程中实现对中；

   当所述导向承载部处于所述第一位置时，所述第二承载面高于所述第一承载面；当所述导向承载部处于所述第二位置时，所述第二承载面低于所述第一承载面。
2. 根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述导向承载部包括至少三个导向承载块，所述至少三个导向承载块沿所述承载机构的周向间隔分布，所述至少三个导向承载块均具有所述导向斜面和所述第二承载面；

   所述升降组件包括驱动源、升降台和多个支撑杆，所述驱动源与所述升降台相连接，所述多个支撑杆间隔设置于所述升降台上，每个所述支撑杆连接一个所述导向承载块。
3. 根据权利要求2所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述升降组件还包括多个安装板，每个所述安装板设置于所述支撑杆背离所述升降台的一端，所述导向承载块安装于所述安装板，所述导向承载块在所述安装板上的安装位置沿所述承载机构的径向可调节。
4. 根据权利要求2所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述升降组件 还包括第一检测开关、第二检测开关和开关触发件，所述开关触发件设置于所述升降台，所述第一检测开关和第二检测开关均固定设置于所述承载机构的下方；

   当所述开关触发件触发所述第一检测开关时，所述导向承载部处于所述第一位置；当所述开关触发件触发所述第二检测开关时，所述导向承载部处于所述第二位置。
5. 根据权利要求4所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述升降组件还包括第一限位开关和第二限位开关，所述第一检测开关和所述第二检测开关固定设置于所述第一限位开关和所述第二限位开关之间，所述开关触发件可触发所述第一限位开关或所述第二限位开关，所述第一限位开关和所述第二限位开关用于限制所述导向承载部的行程。
6. 根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述导向斜面与所述第二承载面之间的夹角大于或等于120°，且小于或等于150°。
7. 根据权利要求2所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置还包括安装基座，所述承载机构包括基座主体和多个顶针，多个所述顶针间隔设置于所述基座主体，多个所述顶针的顶端形成所述第一承载面；

   所述安装基座环绕所述基座主体设置，所述升降组件位于所述安装基座的下方；所述安装基座包括至少三个扇形板，且沿所述基座主体的周向依次设置，相邻的所述扇形板之间设置有安装间隙，所述支撑杆穿过对应的所述安装间隙与对应的所述导向承载块相连接；当所述导向承载部处于所述第二位置时，每个所述导向承载块位于对应的所述安装间隙内。
8. 根据权利要求7所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置还包括旋转机构和检测机构，所述旋转机构的驱动端与所述基座主体转 动相连接，用于驱动所述基座主体绕其中心轴线转动；

   所述检测机构设置于所述安装基座，所述检测机构用于在所述晶圆转动的过程中，检测所述晶圆的位置及轮廓形状。
9. 根据权利要求8所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述检测机构包括发射件和接收件，所述发射件与所述接收件相对设置，其中一个所述扇形板的上表面开设有容置槽，所述发射件和所述接收件中的一者设置于所述容置槽内；

   当所述第一承载面承载所述晶圆时，所述晶圆的边缘位于所述发射件和接收件之间，所述发射件用于在所述晶圆转动过程中向所述接收件发射信号，所述接收件用于接收所述发射件发射的未被所述晶圆遮挡的信号，并根据所述信号获取所述晶圆的位置及轮廓形状。
10. 一种晶圆校准腔室，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的晶圆校准装置，所述晶圆校准腔室还包括腔室本体，所述导向承载部和所述承载机构均设置于所述腔室本体内，所述升降组件设置于所述腔室本体的下方。
11. 一种半导体工艺设备，其特征在于，包括晶圆承载腔室、工艺腔室、传输腔室和权利要求10所述的晶圆校准腔室，所述传输腔室内设置有机械手，所述机械手用于将所述晶圆承载腔室内的晶圆传输至所述晶圆校准腔室进行校准，并将校准后的所述晶圆传输至所述工艺腔室。
12. 一种晶圆的校准方法，应用于权利要求11所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述校准方法包括：

    控制载有晶圆的机械手移动至所述晶圆校准腔室中的传片位；

    控制所述机械手下降，使所述晶圆转载至位于第一位置的导向承载部的 导向斜面上，所述导向斜面用于将所述晶圆导入所述第二承载面并在此过程中实现对中；

    控制所述升降组件驱动所述导向承载部由所述第一位置向下移动，以使所述晶圆由所述第二承载面转载至所述第一承载面。
13. 根据权利要求12所述的校准方法，其特征在于，在将所述晶圆由所述第二承载面转载至所述第一承载面之后，还包括：

    控制所述升降组件驱动所述导向承载部继续下降至低于所述机械手的取片位的所述第二位置；

    控制所述旋转机构驱动所述承载机构带动所述晶圆转动，并在转动过程中控制所述检测机构检测所述晶圆的位置及轮廓形状；

    根据所述检测机构检测到的所述晶圆的位置及轮廓形状，获取所述晶圆的位置偏差，以调整所述机械手的取片位的坐标；

    控制所述机械手移动至调整后的坐标对应的取片位，并控制所述机械手自所述取片位上升至抓取位，以使所述晶圆由所述第一承载面转载至所述机械手上。