本发明提供一种晶圆处理装置和上下料方法，处理装置包括：承载结构，所述承载结构包括设有识别标识的承载盘；检测结构，所述检测结构用于检测所述识别标识的位置信息；机械臂，所述机械臂用于从所述承载盘中拾取晶圆，或者将晶圆放置到所述承载盘中；控制结构，所述控制结构用于根据所述位置信息控制所述机械臂拾取或放置晶圆。根据本发明的晶圆处理装置，通过识别标识能够准确地识别承载盘或晶圆的位置，通过控制结构根据位置信息控制机械臂拾取或放置晶圆，从而实现晶圆的拾取、放置以使得晶圆得到转移，可以完成晶圆的上料或卸载，避免操作人员对硅片边缘造成磕碰，提高硅片的良率，减少人力资源的消耗，提高作业效率。