晶圆垂直稳定性校准系统及校准晶圆垂直稳定性的方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种晶圆垂直稳定性校准系统及校准晶圆垂直稳定性的方法。

背景技术：

通常化学机械研磨(cmp)的机台分为研磨部分和晶圆清洗两个部分，当晶圆进入清洗装置后，要通过输入、振荡清洗、碱清洗、酸清洗、甩干烘干、输出等步骤，这些步骤要通过清洗装置上方的抓手爪取晶圆从一个位置到另一个位置。这就要求晶圆所处的每个位置和抓手的位置对齐，保证抓手能够准确安全的抓取晶圆从一个位置到另外一个位置。抓取的位置要求比较严格，一旦每个清洗步骤的位置有所偏差，就会遭成抓手抓取晶圆的失败，或出现刮伤、破片的现象。往往造成每个清洗步骤的位置偏差的原因是多种多样的。其中主要的原因有：

1)支撑酸碱清洗的晶圆装置老化或磨损，造成位置偏差，晶圆不能完全竖直的站立在支撑装置中，当抓手抓取时，抓手的位置和晶圆的位置不能对齐，造成掉片、碎片、刮伤等问题；

2)清洗装置在装机时都是由很多装置组成的，而如果组装时位置不均衡，则很可能造成抓手抓取时位置不对，一旦装机完成，有些步骤很难调节，因为这些位置都是相互联系的；

3)抓取晶圆的抓手经过长时间的使用，老化。

因此，为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆垂直稳定性校准系统以及方法。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种晶圆垂直稳定性校准系统，包括：

待校准晶圆；

支撑装置，用于放置所述待校准晶圆；

动态平衡系统，设置于所述待校准晶圆的两侧，并与所述待校准晶圆的表面相对，所述动态平衡系统包括若干个位置不同的喷嘴，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述待校准晶圆的表面，以校准所述待校准晶圆的位置，使所述待校准晶圆保持竖直状态；

抓取装置，用于抓取所述待校准晶圆从一个位置移动到另一个位置。

进一步，还包括位于所述待校准晶圆两侧的固定基板，所述支撑装置固定在一侧的所述固定基板上，所述喷嘴固定在两侧的所述固定基板上，所述固定基板的内壁与所述待校准晶圆的表面相对的部分为竖直的平面。

进一步，还包括槽体，所述槽体内具有容纳所述动态平衡系统、所述待校准晶圆以及所述支撑装置的空间，所述槽体与所述待校准晶圆相对的两个侧壁用作所述固定基板。

进一步，所述支撑装置包括至少三个支撑轴，所述支撑轴各自独立的可拆卸安装在一侧的所述固定基板上。

进一步，所述支撑轴从所述固定基板的内壁向外突出部分长度，并且所述支撑轴的轴线垂直于所述固定基板的内壁。

进一步，所述待校准晶圆放置于所述支撑轴上，所述支撑轴与所述待校准晶圆接触的支撑点均位于所述待校准晶圆位于下方的半圆的圆周上。

进一步，所述喷嘴位于所述支撑装置的上方。

进一步，所述待校准晶圆包括上下两个半圆，所述喷嘴将液体或者气体喷到竖直的所述待校准晶圆的上半圆内。

进一步，所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的投影位于所述待校准晶圆的上半圆内。

进一步，位于所述待校准晶圆两侧的所述喷嘴的数量相同，和/或，每一行所述喷嘴的数目相同。

进一步，每侧的所述喷嘴成若干行排布，每一行所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点的连线彼此间平行，并与将所述待校准晶圆分为上下两个半圆的直径相平行。

进一步，所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点关于与所述直径垂直的所述待校准晶圆的另一直径对称。

进一步，每一侧的所述喷嘴排列成三行，定义位于下部的所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点的连线为第一连线，则所述第一连线穿过所述待校准晶圆的圆心，定义位于中部的所述喷嘴在所述标准晶圆上的喷射点的连线为第二连线，所述第二连线与所述第一连线平行，定义位于上部的所述喷嘴在所述标准晶圆上的喷射点的连线为第三连线，所述第二连线与所述第一连线之间的垂直距离大于所述第三连线和所述第二连线之间的垂直距离。

进一步，所述第二连线与所述第一连线之间的垂直距离为所述待校准晶圆半径的40％，所述第三连线和所述第二连线之间的垂直距离为所述待校准晶圆半径的30％。

进一步，所述第一连线及其延长线与所述待校准晶圆的边缘相交所获得的直线为所述待校准晶圆的上半圆的直径。

进一步，在经过所述圆心并与所述上半圆的直径垂直的所述待校准晶圆的半径与所述第一连线、所述第二连线和所述第三连线的交点分别对应一个所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点。

进一步，位于所述待校准晶圆的两侧的所述喷嘴的数量相同，每侧所述喷嘴的数量为9个，每一行包括3个所述喷嘴。

进一步，在所述待校准晶圆的上半圆内，在所述半径的两侧各分布有三个所述喷嘴在所述待校准晶圆上的喷射点，三个所述喷射点分别位于所述第一连线、所述第二连线和所述第三连线上，位于所述第一连线上的喷射点所在半径与位于所述第二连线上的喷射点所在半径之间的夹角为30度，位于所述第二连线上的喷射点所在半径与位于所述第三连线上的所述投影所在半径之间的夹角为30度。

进一步，位于所述待校准晶圆表面两侧的喷嘴一一相对，相对设置的喷嘴在所述待校准晶圆表面上的投影重合。

进一步，所述喷嘴喷出的液体或气体的运动轨迹为直线，该直线垂直于竖直的所述待校准晶圆的表面，所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点与所述喷嘴各自在竖直的所述待校准晶圆上的投影相重合。

进一步，所述系统还包括检测系统，所述检测系统用于检测所述待校准晶圆偏移的角度和方向。

进一步，所述检测系统包括发射器和传感器，所述发射器用于发射检测光束到所述待校准晶圆，所述传感器用于感应所述检测光束从所述待校准晶圆上的发射回的光线。

进一步，所述发射器为激光发射器，所述检测光束为激光。

进一步，所述发射器发射到所述待校准晶圆的检测光束的入射方向与竖直的所述待校准晶圆的表面垂直。

进一步，所述抓取装置包括两个抓手，所述两个抓手能够相向移动或相背移动地设置，所述两个抓手相向移动时夹持所述待校准晶圆。

进一步，所述系统还包括竖直侦测系统，用于检测所述待校准晶圆的偏移位置，确认所述待校准晶圆是否为竖直的。

进一步，所述竖直侦测系统包括发射器和接收传感器，在待校准晶圆两侧的边缘位置各设置两个发射器，每个发射器均能发射竖直的检测光束，在没有阻挡的情况下，检测光束被设置在上方的接收传感器所接收。

本发明再一方面提供一种使用前述的系统校准晶圆垂直稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述待校准晶圆放置于所述支撑装置上；

使用所述动态平衡系统对位于所述支撑装置上并发生偏移的所述待校准晶圆进行校准，以使所述待校准晶圆竖直放置于所述支撑装置上；

使用所述抓取装置抓取所述待校准晶圆从一个位置移动到另一个位置。

进一步，在将所述待校准晶圆放置于所述支撑装置上之后，使用所述动态平衡系统进行校准之前，还包括以下步骤：

使用检测系统检测所述待校准晶圆的偏移角度和偏移方向，并将检测到的信息传递给所述动态平衡系统；

所述动态平衡系统根据所述待校准晶圆的偏移角度和偏移方向，控制相应位置的所述喷嘴的开启，以喷射液体或气体到所述待校准晶圆，来调整所述待校准晶圆的位置。

进一步，在所述校准之后，使用所述抓取装置抓取所述待校准晶圆从一个位置移动到另一个位置之前，还包括以下步骤：

使用竖直侦测系统侦测校准后的所述待校准晶圆的位置是否竖直，若检测到所述待校准晶圆的位置是竖直的，则所述动态平衡校准系统校准结束；若检测到所述待校准晶圆的位置发生偏移，则重新使用检测系统检测所述待校准晶圆的偏移位置和偏移方向，并将检测到的信息传递给所述动态平衡系统的步骤，再对所述待校准晶圆进行校准，直到所述竖直侦测系统侦测到所述待校准晶圆的位置是竖直的，所述动态平衡校准系统校准结束。

本发明的晶圆垂直稳定性校准系统包括动态平衡系统，所述动态平衡系统位于所述待校准晶圆的两侧，并与所述待校准晶圆的表面相对，所述动态平衡系统包括若干个位置不同的喷嘴，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述晶圆的表面，以校准所述晶圆的位置，使所述晶圆保持竖直状态，保证晶圆在被抓取时不发生摇摆，从而保证精准抓取，进而避免出现传输抓手抓取晶圆时位置变化，发生掉片、碎片、刮伤等的问题，提高了良率和产量。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出了部分酸、碱清洗装置的示意图；

图2示出了晶圆在酸、碱清洗装置中的位置的侧视图；

图3示出了本发明的一个实施方式的晶圆垂直校准系统的示意图；

图4示出了本发明的一个实施方式的动态平衡系统的示意图；

图5示出了本发明的一个实施方式的竖直侦测系统的示意图；

图6示出了本发明的一个实施方式的喷嘴喷到晶圆上的点位图；

图7示出了本发明的一个实施方式的晶圆左右倾斜到极限位置时反射位置点；

图8示出了本发明的一个实施方式的晶圆前后倾斜到极限位置时反射位置点；

图9示出了晶圆动态平衡检测系统中反射光可能反射到的位置分布图；

图10示出了本发明一个实施方式的晶圆垂直稳定性校准方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本发明的范围。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

图1示出了酸、碱清洗装置的部分示意图，图中可以看到晶圆的支撑轴是由三个轴102组成的一体结构，晶圆101竖直放置于该支撑轴上，使用抓手103抓取晶圆101。图2示出了晶圆在酸、碱清洗装置中的位置的侧视图，晶圆正确的位置是：当晶圆要被传输抓手传送时，位于抓手的正下方，也就是图中所画的“正确位置”(对应图中实线段)，也即保持竖直的放置于支撑轴上。其中图中所画的晶圆“位置偏移”部分(对应图中虚线段)，则是前文所提到的错误位置，也是经常出错的位置。

晶圆位置出现问题时，当抓手抓取晶圆时，晶圆会出现从抓手上掉落、划伤、碎片等问题。目前也没有很好的方法来解决上述问题。如果支撑酸碱清洗槽内晶圆的支撑轴发生不可逆的磨损，则需要将整个支撑轴(由于支撑轴是由三个轴组成的一个整体)拆下，然后进行组装更换，如果要是机台本身装机时位置不对，一般是调节抓手的位置，使得每个位置之间相互尽可能的均衡即可，但是这样的方法并不能解决根本问题。酸、碱清洗槽中的晶圆由于支撑轴的旋转振动、清洗槽内部气流的变化等原因，也经常会造成晶圆在支撑轴上发生左右摇摆，从而造成传输抓手抓取晶圆时位置变化，发生掉片、碎片、刮伤等问题。

为了解决前述的技术问题，本发明提供一种晶圆垂直稳定性校准系统，其主要包括：

待校准晶圆；

支撑装置，用于放置所述待校准晶圆；

动态平衡系统，设置于所述待校准晶圆的两侧，并与所述待校准晶圆的表面相对，所述动态平衡系统包括若干个位置不同的喷嘴，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述待校准晶圆的表面，以校准所述待校准晶圆的位置，使所述待校准晶圆保持竖直状态；

抓取装置，用于抓取所述待校准晶圆从一个位置移动到另一个位置。

本发明的晶圆垂直稳定性校准系统包括晶圆动态平衡系统，所述晶圆动态平衡系统位于所述待校准晶圆的两侧，并与所述待校准晶圆的表面相对，所述动态平衡系统包括若干个位置不同的喷嘴，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述晶圆的表面，以校准所述晶圆的位置，使所述晶圆保持竖直状态，保证晶圆在被抓取时不发生摇摆，从而保证精准抓取，进而避免出现传输抓手抓取晶圆时位置变化，发生掉片、碎片、刮伤等的问题，提高了良率和产量。

下面，参考图3至图9对本发明的晶圆垂直稳定性校准系统做详细描述，其中，图3示出了本发明的一个实施方式的晶圆垂直校准系统的示意图；图4示出了本发明的一个实施方式的动态平衡系统的示意图；图5示出了本发明的一个实施方式的竖直侦测系统的示意图；图6示出了本发明的一个实施方式的喷嘴喷到晶圆上的点位图；图7示出了本发明的一个实施方式的晶圆左右倾斜到极限位置时反射位置点；图8示出了本发明的一个实施方式的晶圆前后倾斜到极限位置时反射位置点；图9示出了晶圆动态平衡检测系统中反射光可能反射到的位置分布图。

作为示例，如图3所示，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统20包括待校准晶圆200。其中，该待校准晶圆200可以使本领域技术人员熟知的任何的晶圆，其可以是已经完成了特定工艺制程的晶圆也可以是裸晶圆，进一步地该待校准晶圆200为需要保持竖直的任意晶圆。本实施例中，该待校准晶圆200可以是由于工艺需要进行了化学机械研磨后的晶圆，该晶圆需要放置到酸、碱清洗装置中进行清洗。

示例性地，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统20还包括位于所述待校准晶圆200两侧的固定基板，所述固定基板的内壁与所述待校准晶圆的表面相对的部分为竖直的平面。

在一个示例中，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统20还包括槽体，所述槽体与所述待校准晶圆相对的两个侧壁204、205用作所述固定基板。

进一步地，所述槽体内具有容纳动态平衡系统、待校准晶圆、支撑装置和检测系统等的空间。

可选地，所述槽体可以是任意的清洗槽，也可以是任何的使晶圆能够竖直的容纳在其中的槽体或者容腔等，通常情况下槽体具有底部和四周侧壁。

进一步地，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统20还包括支撑装置，用于放置所述待校准晶圆。

在一个示例中，如图3所示，所述支撑装置包括至少三个支撑轴202，所述支撑轴各自独立的可拆卸安装在一侧的所述固定基板上，本实施例中，所述支撑轴各自独立的可拆卸安装在清洗槽的与所述待校准晶圆200相对的两个侧壁204、205。

进一步地，所述支撑轴202从所述固定基板的内壁向外突出部分长度，并且所述支撑轴202的轴线垂直于所述固定基板的内壁，也即所述支撑轴202的轴线与竖直的待校准晶圆200的表面垂直。

在一个示例中，每个支撑轴202安装在一底座上，所述底座固定在所述固定基板上，所述底座可拆卸的安装在所述固定基板上，或者，所述支撑轴202可拆卸的安装在所述底座上，所述底座固定安装在所述固定基板的内壁上。

进一步地，所述支撑装置包括3个支撑轴202，其中，两个支撑轴202位于上方，一个支撑轴202位于该两个支撑轴的下方，位于下方的支撑轴扫在的位置到位于上方的两个支撑轴的直线距离相等。

在一个示例中，所述待校准晶圆放置于所述支撑轴上，所述支撑轴202与所述待校准晶圆200接触的支撑点均位于所述待校准晶圆200位于下方的半圆的圆周上。

与现有的将3个支撑轴整体的固定在清洗槽侧壁上的结构相比，本发明的支撑轴各自独立的可拆卸的安装在固定基板上，便于独立拆装更换，而且可以微调，节约时间、成本，解决清洗槽(酸碱清洗槽)内三个支撑轴构成的支撑点一体结构拆装更换繁杂的问题。

进一步地，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统20还包括动态平衡系统201，动态平衡系统201设置于所述待校准晶圆200的两侧，并与所述待校准晶圆200的表面相对，所述动态平衡系统201包括若干个位置不同的喷嘴2011，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述待校准晶圆200的表面，以校准所述待校准晶圆200的位置，使所述待校准晶圆200竖直放置，并能够与抓取装置对齐，其中，定义所述喷嘴喷射液体或者气体到所述待校准晶圆的表面的位置为喷射点。

进一步地，所述喷嘴喷出的液体或气体的运动轨迹可以近似的为直线，该直线垂直于竖直的所述待校准晶圆的表面，则每个喷嘴在待校准晶圆200上的喷射点和所述喷嘴各自在所述待校准晶圆200上的投影重合，其中所述喷嘴喷出的液体或气体的运动轨迹是否为直线，主要取决于喷嘴喷射速度以及晶圆和喷嘴之间的距离，喷射速度越大，距离越近，则运动轨迹越接近直线。

其中，所述喷嘴能够喷射的液体或者气体可以是本领域技术人员熟知的任何适合的液体或气体，例如液体可以较佳地使用水(尤其是去离子水)，而气体则可以使用惰性气体例如he、ar等。

示例性地，所述动态平衡系统201固定在所述固定基板上，进一步地，所述喷嘴2011固定在两侧的所述固定基板上，例如，喷嘴固定在所述槽体(例如酸碱清洗槽)的与所述待校准晶圆相对的两个侧壁上。示例性地，所述喷嘴位于所述支撑装置的上方。

在一个示例中，每侧的所述喷嘴成若干行排布，每一行所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点的连线彼此间平行，并与将所述待校准晶圆200分为上下两个半圆的直径相平行。

在一个示例中，位于所述待校准晶圆200两侧的所述喷嘴的数量相同，进一步地，位于所述待校准晶圆200表面两侧的喷嘴2011一一相对，相对设置的喷嘴2011在所述待校准晶圆200表面上的投影重合。

在一个示例中，每一行所述喷嘴2011的数目相同，也可以为不同的数目，在此不做具体限定。

示例性地，所述喷嘴2011将液体或者气体喷到竖直的所述待校准晶圆200的位于所述支撑装置上方的部分表面上。

本实施例中，所述待校准晶圆200包括上下两个半圆，所述喷嘴2011将液体或者气体喷到竖直的所述待校准晶圆200的上半圆内。

在一个示例中，如图4所示，每个所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆200上的喷射点位于所述待校准晶圆200的上半圆内。

值得一提的是，在本文中提到的竖直的待校准晶圆是指未发生倾斜的待校准晶圆，该竖直的待校准晶圆为晶圆的标准状态，其能够和抓取装置很好的对齐。

在一个示例中，如图3、图4和图6所示，每侧的所述喷嘴成若干行排布，每一行所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆200上的所述喷射点的连线彼此间平行，并与将所述待校准晶圆200分为上下两个半圆的直径相平行。

进一步地，相邻连线之间的垂直距离可以不同也可以相同，也可以使位于下方的相邻连线之间的垂直距离小于位于上方的相邻连线之间的垂直距离。

进一步地，所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆200上的喷射点关于与将所述待校准晶圆200分为上下两个半圆的直径垂直的所述待校准晶圆的另一直径对称。

在一个示例中，如图6所示，每一侧的所述喷嘴排列成三行，定义位于下部的所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点的连线为第一连线，则所述第一连线穿过所述待校准晶圆的圆心，定义位于中部的所述喷嘴在所述标准晶圆200上的喷射点的连线为第二连线，所述第二连线与所述第一连线平行，定义位于上部的所述喷嘴在所述标准晶圆上的喷射点的连线为第三连线，所述第二连线与所述第一连线之间的垂直距离大于所述第三连线和所述第二连线之间的垂直距离。

本实施例中，所述第二连线与所述第一连线之间的垂直距离为所述待校准晶圆半径的40％，所述第三连线和所述第二连线之间的垂直距离为所述待校准晶圆半径的30％。

上述垂直距离仅作为示例，对于其他适合的距离设置也可适用于本发明。

进一步地，所述第一连线及其延长线与所述待校准晶圆的边缘相交所获得的直线为所述待校准晶圆的上半圆的直径。

示例性地，在经过所述待校准晶圆的圆心并与所述待校准晶圆的上半圆的直径垂直的所述待校准晶圆的半径与所述第一连线、所述第二连线和所述第三连线的交点分别对应一个所述喷嘴在竖直的所述待校准晶圆上的喷射点，该些喷射点是保证待校准晶圆平衡的中轴点，也即位于所述待校准晶圆的上半圆的直径垂直的半径上的喷射点是保证待校准晶圆平衡的中轴点。

在一个示例中，如图4和图6所示，位于所述待校准晶圆的两侧的所述喷嘴的数量相同，每侧所述喷嘴的数量为9个，一侧的喷嘴分别是喷嘴p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9，另一侧的喷嘴分别是喷嘴p1″、p2″、p3″、p4″、p5″、p6″、p7″、p8″、p9″，每一行包括3个所述喷嘴。喷嘴p1和p1″将液体或气体喷到竖直的待校准晶圆200上的p1'位置，其他点以此类推，喷嘴p2和p2″喷到竖直的待校准晶圆200上的p2'位置，喷嘴p3和p3″喷到竖直的待校准晶圆200上的p3'位置，喷嘴p4和p4″喷到竖直的待校准晶圆200上的p4'位置，喷嘴p5和p5″喷到竖直的待校准晶圆200上的p5'位置，喷嘴p6和p6″喷到竖直的待校准晶圆200上的p6'位置，喷嘴p7和p7″喷到竖直的待校准晶圆200上的p7'位置，喷嘴p8和p8″喷到竖直的待校准晶圆200上的p8'位置，喷嘴p9和p9″喷到竖直的待校准晶圆200上的p9'位置。

进一步地，如图6所示，在所述待校准晶圆200的上半圆内，在所述与所述上半圆的直径垂直的半径的两侧各分布有三个所述喷嘴在所述待校准晶圆上的，例如一侧为喷射点p7'、p1'、p2'，一侧为喷射点p4'、p5'、p9'，三个所述喷射点分别位于所述第一连线、所述第二连线和所述第三连线上，位于所述第一连线上的所述喷射点p7'、所在半径与位于所述第二连线上的所述喷射点p1'所在半径之间的夹角为30度，位于所述第二连线上的所述喷射点p1'所在半径与位于所述第三连线上的所述喷射点p2'所在半径之间的夹角为30度，喷射点p2'和喷射点p7'之间的夹角为60°，同理喷射点p4'、p5'、p9'也有类似的夹角关系，在此不再一一赘述。

也即，喷射点p1'和p5'所位于的半径与水平线(也即将待校准晶圆分为上下两个半圆的直径)的夹角为30度；喷射点p2'和p4'所位于的半径与水平线的夹角为60度；p3'、p6'所位于的半径与水平线的夹角为90度；p8'位于晶圆正中心也即圆心位置；p7'、p9'位于晶圆的将晶圆分为上下半圆的直径上，距离圆心半径的85％位置点。p3'、p6'、p8'是保证晶圆平衡的中轴点；p1'、p2'、p7'为偏移方向正向调节点；p4'、p5'、p9'为偏移方向负向调节点，这样分布可以极大灵活的控制晶圆的方向，其中正向调节点是指使晶圆能够发生顺时针转动的调节点，负向调节点是指使晶圆能够发生逆时针转动的调节点。

值得一提的是，上述喷嘴的排布方式仅作为示例，并不构成对本发明的限制，其中对于其他的能够实现本发明的所述喷嘴的作用的排布方式也可适用于本发明。

其中，所述若干喷嘴可以喷出力度大小不同的液体或者气体到待校准晶圆表面的不同位置，每个喷嘴所述喷出液体或者气体的力度大小可以根据待校准晶圆的偏移方向或者位置进行合理的调整，例如当待校准晶圆朝向左前方偏移(图4中的待校准晶圆200的前半部分偏向侧壁204，后半部分偏向侧壁205)时，则可使位于左前方的喷嘴喷出的液体或气体的力度大于与其相对的喷嘴喷出的液体或气体的力度，以使待校准晶圆能够校准到正常的竖直放置，可以保证晶圆在被抓取时不发生摇摆。

在一个示例中，如图4所示，所述系统还包括检测系统206，所述检测系统206用于检测所述待校准晶圆偏移的角度和方向等信息。

其中，所述检测系统206包括发射器和传感器，所述发射器用于发射检测光束到所述待校准晶圆200，所述传感器用于感应所述检测光束从所述待校准晶圆上的发射回的光线。

示例性地，所述发射器可以为激光发射器或者其他适合的发射器，在所述发射器为激光发射器时，所述检测光束为激光。

在一个示例中，所述发射器发射到所述待校准晶圆的检测光束(例如激光)的入射方向与竖直的所述待校准晶圆的表面垂直。

图7示出了本发明的一个实施方式的待校准晶圆左右倾斜到极限位置时反射位置点，h'为发射器位置点，当晶圆处于正确位置时，发射器从h'处发射的检测光束打到o'后在返回h'点，证明晶圆位置正确，其与竖直的；当晶圆左偏时(如o'b'位置，也即图4中的待校准晶圆200的前半部分偏向侧壁204，后半部分偏向侧壁205)，h'发射的检测光束(例如激光)通过o'后反射到e'位置点，e'h'就是左偏的极值点；当晶圆右偏时(如o'a'位置，也即图4中的待校准晶圆200的前半部分偏向侧壁205，后半部分偏向侧壁204)，h'发射的检测光束通过o'后反射到g'位置点，g'h'就是右偏的极值点。

左偏的极值点等于右偏的极值点，假设，待校准晶圆最大偏移角度为α，o'h'为发射器的位置点h'点到竖直的待校准晶圆的垂直距离，则：e'h'＝g'h'＝tan2α*o'h'，例如，待校准晶圆最大偏移角度α为15度，o'h'介于80～90mm之间，则可计算出左右偏移极值点为46.188mm～51.962mm之间。

图8示出了本发明的一个实施方式的晶圆前后倾斜到极限位置时反射位置点。a为发射器位置点，当待校准晶圆处于正确位置时(也即待校准晶圆竖直的时候)，发射器从a点处发射的检测光束打到待校准晶圆ol面上的i点后(例如检测光束垂直入射到待校准晶圆ol面上的i点后)再反射回a点，证明待校准晶圆位置正确；当待校准晶圆前倾时(如ok位置，也即图4中的待校准晶圆的上部偏向侧壁204(侧壁204也即设置有检测系统的固定基板))，发射器从a点处发射的检测光束通过c点后反射到d位置点ad就是前倾的极值点；当待校准晶圆后倾时(如om位置，也即图4中的待校准晶圆的上部偏向侧壁205)，发射器从a点处发射的检测光束通过b点后反射到j位置点，aj就是后倾的极值点，待校准晶圆前倾和后倾的最大偏移角度均为β，oi为发射器的位置a点在竖直的所述待校准晶圆上的投影距离晶圆的边缘的最短距离，ai为发射器的位置a点到数值的待校准晶圆表面的垂直距离，则ad＝tan2β×ac，aj＝tan2β×ab，ac+ci＝ai，ci＝tanβ×oi，ac＝ai-ci，ab＝ac+ci+ib，假设ai为80～90mm之间的数值，oi＝40mm，β＝15°，则可计算获得前倾极值点ad介于40～45.773mm之间，后倾极值点aj介于52.376～58.15mm之间。

当晶圆位置完全竖直时，检测光束会返回发射器位置，如果晶圆位置发生偏移时，检测系统可以确定晶圆偏移的角度和方向等，从而将相对应位置的喷嘴喷射到晶圆上的喷射点的压力(例如水压)进行调整，保证晶圆的动态平衡，使晶圆处于正确的位置，也即处于竖直状态。所设置的检测光束发射器及接收传感器工作时容器内部无喷液体(例如喷水)状态，不影响接收传感器的正常工作。

另外，检测系统可以检测到待校准晶圆偏移的方向和角度，从而判断出倾斜程度的大小，动态平衡系统201的喷嘴可以通过待校准晶圆的倾斜程度的大小控制压力(例如水压)，来改变待校准晶圆在支撑轴上的竖直位置，保证精准抓取。

图9示出了晶圆动态平衡检测系统中反射光可能反射到的位置分布图。以待校准晶圆为竖直时(也即位置正常为发生任何偏移时)，发射器所发射的检测光束会再发射回反射器所在的位置点，以此位置点为圆心，以当待校准晶圆只是左偏到极限角度时反射光反射到发射器所在的固定基板表面的点定义为第一反射点，当待校准晶圆仅右偏时反射光反射到发射器所在的固定基板表面的点定义为第二反射点，当待校准晶圆仅前倾时反射光反射到发射器所在的固定基板表面的点定义为第三反射点，当待校准晶圆仅后倾时反射光反射到发射器所在的固定基板表面的点定义为第四反射点，其中连接第一反射点和第二反射点的直线与连接第三反射点和第四反射点的直线之间的交点为所述圆心，其中，定义连接第一反射点和圆心的直线与第三反射点和圆心的直线之间的区域为第一象限，定义连接第三反射点和圆心的直线与第二反射点和圆心的直线之间的区域为第二象限，定义连接第二反射点和圆心的直线与第四反射点和圆心的直线之间的区域为第三象限，定义连接第一反射点和圆心的直线与第四反射点和圆心的直线之间的区域为第四象限。则当待校准晶圆只是左偏或者右偏时，反射光落在连接第一反射点和第二反射点的直线上；当待校准晶圆只是前倾或者后倾时，反射光落在连接第三反射点和第四反射点的直线上；当晶圆左前倾时，反射光落在第四象限内；当晶圆左后倾时，反射光落在第一象限内；当晶圆右前倾时，反射光落在第三象限内；当晶圆左前倾时，反射光落在第二象限内。对于落在连接第一反射点和第二反射点的直线上、连接第三反射点和第四反射点的直线上的反射点，可以对应只调节所述喷嘴位于将竖直的所述待校准晶圆分为上下两个半圆的直径上的喷射点(例如，如图4所示的p7'和/或p9')的压力(例如点位水压)、可以只调节所述喷嘴位于与将竖直的所述待校准晶圆分为上下两个半圆的直径垂直的半径上的喷射点(例如，如图4所示的p3'\p6'\p8')的压力(例如点位水压)。对于落在其他四个象限中的点，需要综合调节所有点位(也即喷射点)的压力，调节喷射点的压力可通过相应的调节喷嘴所喷出的液体或气体的压力而实现。

示例性地，如图9所示，当待校准晶圆只是左偏或者右偏时，反射光落在a″b″直线上；当晶圆只是前倾或者后倾时，反射光落在d″c″直线上；当晶圆左前倾时，反射光落在第四象限504内；当晶圆左后倾时，反射光落在第一象限501内；当晶圆右前倾时，反射光落在第三象限503内；当晶圆左前倾时，反射光落在第二象限502内。对于落在a″b″、d″c″上的反射点，可以只调节p7'\p9'、p3'\p6'\p8'的点位水压。对于落在其他四个象限中的点，需要综合调节所有点位的水压。

进一步地，本发明的系统还包括抓取装置，用于抓取所述待校准晶圆从一个位置移动到另一个位置。

其中，所述抓取装置可以使本领域技术人员熟知的任何适合的具有抓取功能的装置。

本实施例中，所述抓取装置包括两个抓手203a和203b，所述两个抓手能够相向移动或相背移动地设置，所述两个抓手相向移动时夹持所述待校准晶圆200。

示例性地，抓取装置还包括抓取驱动装置，所述抓取驱动装置与至少一个所述抓手连接，驱动至少一个往复运动。抓手也可上下伸缩运动和前后左右水平运动，以将位于槽内的晶圆抓取到另一位置。

在一个示例中，如图5所示，本发明的系统还可以包括竖直侦测系统，用于检测所述待校准晶圆的偏移位置，确认所述待校准晶圆是否正常，也即确认所述待校准晶圆是否保持竖直并与所述抓取装置对齐。

进一步地，所述竖直侦测系统包括发射器和接收传感器，在待校准晶圆两侧的边缘位置各设置两个发射器，每个发射器均能发射竖直的检测光束，在没有阻挡的情况下，检测光束被设置在上方的接收传感器所接收。

示例性地，在位于上方的两个支撑轴的外侧分别设置两个发射器，例如，一侧为发射器301a、301b，另一侧为发射器302a、302b，发射器301a发射检测光束3，发射器301b发射检测光束4，发射器302b发射检测光束1，发射器302a发射检测光束2，该位于同侧的两个发射器之间的距离大于待校准晶圆的厚度，所发射的检测光束之间的距离也大于待校准晶圆的厚度，使得在待校准晶圆未发生偏移也即保持竖直时，不会对发射器发出的检测光束有阻挡作用，而一旦待校准晶圆发生偏移，则就对发射器发射的检测光束发生阻挡，例如阻挡了两个发射器中发出的两束检测光束的一个，使得接收传感器仅接收到一个检测光束的信号，从而判断出待校准晶圆发生了偏移，进而该信息传递给控制器，控制器控制检测系统再对待校准晶圆的偏移位置和方向进行精确检测，以进一步控制动态平衡系统对待校准晶圆进行校准，使待校准晶圆能够保持竖直恢复到正常位置。而一旦接收传感器接收到每个发射器所发射出的检测光束的信号，则可判断待校准晶圆保持竖直，则控制其控制抓取装置来抓取待校准晶圆。

可选地，所述发射器可以为任意适合的发射器，例如激光发射器等。

示例性地，为了使待校准晶圆和抓取装置对齐，可使接收传感器设置在抓取装置上，例如设置在抓取装置的两个抓手203a和203b上。

值得一提的是，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统不仅可以适用于清洗槽，还适用于所有具有晶圆垂直抓取的机台。

至此完成了对本发明的晶圆垂直稳定性校准系统的关键组件的介绍，对于完整的系统还可能需要其他的组成部分，在此不做一一赘述。

综上所述，本发明的晶圆垂直稳定性校准系统包括晶圆动态平衡系统，所述晶圆动态平衡系统位于所述待校准晶圆的两侧，并与所述待校准晶圆的表面相对，所述动态平衡系统包括若干个位置不同的喷嘴，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述晶圆的表面，以校准所述晶圆的位置，使所述晶圆竖直放置，保证晶圆在被抓取时不发生摇摆，从而保证精准抓取，同时检测系统可以检测到待校准晶圆偏移的方向和角度，从而判断出倾斜程度的大小，动态平衡系统的喷嘴可以通过待校准晶圆的倾斜程度的大小控制压力(例如水压)，来改变待校准晶圆在支撑轴上的竖直位置，保证精准抓取，进而避免出现传输抓手抓取晶圆时位置变化，发生掉片、碎片、刮伤等的问题，提高了良率和产量。

本发明还提供一种使用前述的晶圆垂直稳定性校准系统校准晶圆垂直稳定性的方法。

作为示例，本发明的校准晶圆垂直稳定性的方法包括以下步骤：

首先，将所述待校准晶圆放置于所述支撑装置上；

接着，使用所述动态平衡系统对位于所述支撑装置上并发生偏移的所述待校准晶圆进行校准，以使所述待校准晶圆竖直放置于所述支撑装置上；

接着，使用所述抓取装置抓取所述待校准晶圆从一个位置移动到另一个位置。

下面，参考图10对本发明的方法进行详细描述，其中，图10示出了本发明一个实施方式的晶圆垂直稳定性校准方法的流程图。

首先，将所述待校准晶圆放置于所述支撑装置上。该校准晶圆被竖直的放置在支撑装置，例如支撑轴上，而由于支撑轴的磨损或者其他一些可能的原因使待校准晶圆的位置发生偏移，为了使待校准晶圆的位置恢复正常，也即恢复竖直状态，则需对其进行校准。

接下来，可先使用检测系统检测所述待校准晶圆的偏移角度和偏移方向，并将检测到的信息传递给所述动态平衡系统。该检测系统从水平方向侦测晶圆的偏移位置以及偏移方向和角度等，该检测系统检测所述待校准晶圆的偏移角度和偏移方向的方法和原理可参考前述实施例一中的相应内容，在此不再赘述。

其中，检测系统还可获得检测光束被发射回到的设置有检测系统的固定基板上的象限区域信息，有关象限的内容参考前述实施一的相关内容。

接着，所述动态平衡系统根据所述待校准晶圆的偏移角度和偏移方向(也可通过直接从检测系统获得的象限信息)，控制相应位置的所述喷嘴的开启，以喷射液体或气体到所述待校准晶圆，来调整所述待校准晶圆的位置。

进一步地，在校准结束前还可以使用竖直侦测系统侦测校准后的所述待校准晶圆的位置是否竖直(也即是否正常)，若检测到所述待校准晶圆的位置是竖直的(也即位置正常)，则所述动态平衡校准系统校准结束，若检测到所述待校准晶圆的位置发生偏移(也即位置不正常)，则重新使用检测系统检测所述待校准晶圆的偏移位置和偏移方向，并将检测到的信息传递给所述动态平衡系统的步骤，再对所述待校准晶圆进行校准，直到所述竖直侦测系统侦测到所述待校准晶圆的位置是竖直的，所述动态平衡校准系统校准结束。

综上所述，本发明的方法使用前述的晶圆垂直稳定性校准系统，所述晶圆动态平衡系统位于所述待校准晶圆的两侧，并与所述待校准晶圆的表面相对，所述动态平衡系统包括若干个位置不同的喷嘴，所述喷嘴能够喷射液体或者气体到所述晶圆的表面，以校准所述晶圆的位置，使所述晶圆竖直放置，保证晶圆在被抓取时不发生摇摆，从而保证精准抓取，同时检测系统可以检测到待校准晶圆偏移的方向和角度，从而判断出倾斜程度的大小，动态平衡系统的喷嘴可以通过待校准晶圆的倾斜程度的大小控制压力(例如水压)，来改变待校准晶圆在支撑轴上的竖直位置，保证精准抓取，并且通过竖直侦测系统检测校准后的晶圆是否为竖直并是否与抓取装置对其，如不是继续检测待校准晶圆的偏移角度和方向，再利用动态平衡系统对待校准晶圆的位置进行动态校准，进而避免出现传输抓手抓取晶圆时位置变化，发生掉片、碎片、刮伤等的问题，提高了良率和产量。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。