CN112461853B

CN112461853B - 自动对焦方法及系统

Info

Publication number: CN112461853B
Application number: CN202011197383.8A
Authority: CN
Inventors: 刘文强; 曾胜; 龚博; 喻超凡; 朱礼平
Original assignee: Zhuhai Auto Vision Technology Co ltd
Current assignee: Zhuhai Auto Vision Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: CN112461853A

Abstract

本发明公开了一种自动对焦方法及系统，其中自动对焦方法包括步骤：在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A；拍摄机构和被测物相对移动，拍摄机构在相对移动的过程中对被测物进行拍摄获取图像，图像包含被测物区域B和边界特征区域A，记录拍摄时拍摄机构与被测物的相对位置信息；获取图像的清晰程度，判断清晰程度是否达到峰值；如果清晰程度达到峰值，则记录清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成对焦。本申请的自动对焦方法可实现晶圆检测过程中的自动对焦，提高对焦效率，并且能够避免出现无法判断是否对焦成功的问题。

Description

自动对焦方法及系统

技术领域

本发明涉及晶圆检测技术领域，特别涉及一种自动对焦方法及系统。

背景技术

在晶圆检测中需要使用到高倍率镜头，但是一般高倍率镜头的景深较小，而晶圆的表面平整度较差，导致高倍率的镜头采用固定焦距拍摄晶圆图像时，无法保证晶圆上的每个测试区域都能够清晰成像，模糊的成像效果无法满足高精度的检测需求，而传统的方法只能通过人工手动调节焦距，靠肉眼判断是否达到对焦位置，效率低下且人工成本高。并且，表面光洁且无瑕疵的晶圆的表面没有任何特征，一般的对焦方式难以判断是否对焦成功。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种自动对焦方法，能够实现晶圆检测过程中的自动对焦，提高效率，并能够避免出现无法判断是否对焦成功的问题。

本发明还提出了一种自动对焦系统。

根据本发明第一方面实施例的自动对焦方法，包括至少以下步骤：

在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A；

所述拍摄机构和被测物相对移动，所述拍摄机构在相对移动的过程中对所述被测物进行拍摄获取图像，所述图像包含被测物区域B和所述边界特征区域 A，记录拍摄时所述拍摄机构与所述被测物的相对位置信息；

获取所述图像的清晰程度，判断所述清晰程度是否达到峰值；

如果所述清晰程度达到峰值，则记录所述清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成对焦。

根据本发明第一方面实施例的自动对焦方法，至少具有如下有益效果：通过在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A，可以在拍摄机构拍摄的图像中提供有效的边界信息，避免在拍摄表面光洁且无瑕疵的晶圆时出现无法判断是否对焦成功的问题；拍摄机构和被测物相对移动，拍摄机构对被测物进行拍摄及记录每次拍摄的相对位置信息，便于建立拍摄到的图像的清晰程度与相对位置信息的对应关系；对每次拍摄到的图像均进行判断，如果图像的清晰程度达到峰值则峰值时的相对位置即是拍摄机构对被测物的焦距，完成自动对焦，如果不是则继续进行拍摄，相比与现有技术人工调整焦距并进行肉眼判断的方式，本方法可以通过驱动机构驱动拍摄机构和被测物相对移动的方式提高调焦距效率，通过清晰度判断的方式避免出现误差。

根据本发明的一些实施例，如果所述清晰程度未达到峰值，则重复以下步骤：

获得所述图像的清晰程度，判断所述清晰程度是否达到峰值。

根据本发明的一些实施例，在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A的具体步骤包括：

调整所述拍摄机构的光圈拨杆，使所述拍摄机构的光圈叶片边缘呈现在所述拍摄机构的视野中。

根据本发明的一些实施例，所述拍摄机构和被测物相对移动，所述拍摄机构在相对移动的过程中对所述被测物进行拍摄获取图像的步骤包括：

将所述拍摄机构安装在一XYZ三轴驱动平台上；

所述XYZ三轴驱动平台带动所述拍摄机构移动至所述被测物上方的初始位置；

所述XYZ三轴驱动平台带动所述拍摄机构从初始位置开始按照固定步长相对所述被测物运动，每运动一个所述固定步长拍摄获取图像一次。

根据本发明的一些实施例，判断所述清晰程度是否达到峰值的具体步骤包括：

实时获取所述图像的清晰程度，如果连续M个所述图像的清晰程度下降，则判断往前M个固定步长的所述图像的清晰程度达到峰值，其中M为大于1的整数。

根据本发明的一些实施例，获取所述图像的清晰程度的具体步骤包括：

在所述图像中绘制连接所述边界特征区域A和所述被测物区域B的灰度测试线C；

获得所述灰度测试线C位置处所述图像的锐利度，以所述锐利度表示所述图像的清晰程度。

根据本发明的一些实施例，获得所述灰度测试线C位置处所述图像的锐利度的具体步骤包括：

沿所述灰度测试线C在所述边界特征区域A和所述被测物区域B上取多个测试点，计算每个测试点位置处所述图像的灰度值；

根据相邻两个测试点位置处图像的灰度值得到各测试点的灰度跳变值，所述灰度测试线C上的灰度跳变值的峰值为所述图像的锐利度。

根据已拍摄图像的清晰程度，绘制清晰程度走势图，如果所述清晰程度走势图中的清晰程度经历由低到高再到低的过程，则清晰程度达到峰值。

根据本发明的一些实施例，可根据不同的高度范围将所述被测物表面划分为若干个测试区域，控制所述拍摄机构分别在每个测试区域上方移动及拍摄图像，记录每次拍摄时所述拍摄机构与相应的测试区域的相对位置信息，并根据拍摄到的图像找到各个测试区域完成对焦时的相对位置信息。

根据本发明第二方面实施例的自动对焦系统，包括：

拍摄机构，可在视野中设置边界特征区域A；

XYZ三轴驱动平台，用于安装所述拍摄机构，并可带动所述拍摄机构沿X、 Y、Z方向相对被测物移动，所述拍摄机构在相对移动的过程中对所述被测物进行拍摄获取图像，所述图像包含被测物区域B和所述边界特征区域A；

控制主机，与所述拍摄机构和XYZ三轴驱动平台电性连接，用于接收所述图像以及记录拍摄时所述拍摄机构与所述被测物的相对位置信息，获取所述图像的清晰程度，并判断所述清晰程度是否达到峰值，根据判断结果控制所述XYZ 三轴驱动平台的运动，记录所述清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成对焦。

根据本发明第二方面实施例的自动对焦系统，可以实现晶圆检测中的自动对焦，提高效率，并能够避免出现无法判断是否对焦成功的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的自动对焦方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的自动对焦方法中关于步骤S300细化的流程示意图；

图3为本发明实施例的自动对焦方法中步骤S310的示意图；

图4为本发明实施例的自动对焦方法中的灰度跳变值曲线图；

图5为本发明实施例的自动对焦方法中的清晰程度走势图。

附图标记：

边界特征区域A、被测物区域B、灰度测试线C。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

图1是本申请第一方面实施例提供的自动对焦方法的流程示意图，该自动对焦方法包括但不限于步骤S100、步骤S200、步骤S300和步骤S400。

S100，在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A。

可以理解的是，通过在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A，可以在拍摄机构拍摄的图像中提供有效的边界信息，避免在拍摄表面光洁且无瑕疵的晶圆时出现无法判断是否对焦成功的问题。在一实施例中，拍摄机构可根据拍摄的目标的大小和图像的清晰程度进行选择，例如，拍摄机构可为带有显微镜头的工业相机，显微镜头的倍率可为10X、30X或40X等，工业相机的像素可为200万像素、300万像素或500万像素等。

可以想到的是，为了提供有效的边界信息，边界特征区域A的颜色应选择与被测物的颜色具有显著的差别的颜色，例如，当被测物为晶圆时，边界特征区域A可为黑色，在拍摄到的晶圆图像中，黑色的边界特征区域A与晶圆的颜色有显著的差别，可为拍摄的图像提供有效的边界特征信息。

S200，拍摄机构和被测物相对移动，拍摄机构在相对移动的过程中对被测物进行拍摄获取图像，图像包含被测物区域B和边界特征区域A，记录拍摄时拍摄机构与被测物的相对位置信息。

可以理解的是，使用拍摄机构对被测物进行拍摄，因为拍摄机构的视野中设置有边界特征区域A，所以拍摄到的图像中将会包含被测物区域B以及边界特征区域A，在每次拍摄时记录拍摄机构与被测物的相对位置信息，便于建立每次拍摄的图像与相对位置的对应关系。可以通过驱动机构控制拍摄机构相对于被测物移动，不需要人工手动调节拍摄机构和被测物的相对位置，提高对焦效率。

S300，获得图像的清晰程度，判断清晰程度是否达到峰值。

对包含被测物区域B和边界特征区域A的图像进行清晰程度评价，可根据清晰程度评价的结果判断已拍摄的图像的清晰程度是否达到峰值。在一实施例中，可通过计算图像的锐利度，并根据锐利度来评价图像的清晰程度，锐利度越大则相应的图像越清晰，相比于使用肉眼判断图像清晰程度的方式，通过锐利度评价图像清晰程度的方式可避免评价出现误差。

S400，如果清晰程度达到峰值，则记录清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成对焦。

根据步骤S300的判断结果，如果已拍摄的图像的清晰程度达到峰值，则清晰程度达到峰值的图像对应的相对位置信息，为拍摄机构对此被测物的焦距，记录该相对位置信息，完成自动对焦。

在本发明的一些实施例中，如果图像的清晰程度未达到峰值，则重复步骤 S200和步骤S300，直到在拍摄的图像的清晰程度中找到峰值，则记录清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成自动对焦。

在本发明的一些实施例中，步骤S100在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A的具体步骤包括：

S110，调整拍摄机构的光圈拨杆，使拍摄机构的光圈叶片边缘呈现在拍摄机构的视野中。

可以理解的是，通过调整拍摄机构的光圈拨杆，可使拍摄机构的光圈叶片边缘呈现在拍摄机构的视野中，形成边界特征区域A。如图3所示，边界特征区域 A与被测物区域B形成对比，用于在拍摄机构拍摄的图像中提供有效的边界信息，便于评价图像的清晰程度，从而判断拍摄是否对焦成功。

其中，拍摄机构的镜头可为带有光圈拨杆的显微镜头。

在本发明的一些实施例中，拍摄机构和被测物相对移动，拍摄机构在相对移动的过程中对被测物进行拍摄获取图像的具体步骤包括：

S210，将拍摄机构安装在一XYZ三轴驱动平台上。

可以理解的是，将拍摄机构按照在XYZ三轴驱动平台上，XYZ三轴驱动平台可以驱动拍摄机构相对于被测物在X、Y、Z三个方向进行移动，便于拍摄机构到达清晰成像位置处。

可以想到的是，也可以是将被测物安装在XYZ三轴驱动平台上，使被测物相对于拍摄机构移动；也可以是将被测物安装在XY二轴驱动平台上，将拍摄机构安装在Y轴驱动平台上，实现拍摄机构和被测物的相对移动；也可以是将拍摄机构安装在XY二轴驱动平台上，将被测物安装在Z轴移动平台上等，能够实现拍摄机构和被测物的相对移动的方式有很多种，本发明并不对其进行限制。

值得一提的是，单轴或双轴或三轴驱动平台是现有技术中常见的装置，其可由多种结构实现，本发明对此不再赘述。

S220，XYZ三轴驱动平台带动拍摄机构移动至被测物上方的初始位置。

可以理解的是，初始位置可位于被测物的上面，便于拍摄机构在被测物的上方运动及拍摄，从而得到不同相对位置的图像。

S230，XYZ三轴驱动平台带动拍摄机构从初始位置开始按照固定步长相对被测物运动，每运动一个固定步长拍摄获取图像一次。

在一实施例中，初始位置可大于焦距，并可使拍摄机构在竖直方向上由大于焦距的初始位置按照固定步长向被测物运动，在这个运动过程中，拍摄机构将会经过焦距位置处，并在焦距位置处拍摄到相应的图像，且记录到焦距位置处的相对位置信息。类似的，也可以使初始位置小于焦距，使拍摄机构由小于焦距的初始位置按照固定步长向远离被测物的方向运动，在这个运动过程中，拍摄机构也会经过焦距位置处，并在焦距位置处拍摄到相应的图像，且记录到焦距位置处的相对位置信息。

值得一提的是，在一实施例中，固定步长的值为实数。例如，固定步长的值可根据拍摄机构的镜头的景深来确定，为了保证拍摄机构经过焦距位置处，固定步长的值应小于或等于拍摄机构的镜头的景深。

在本发明的一些实施例中，相对位置信息为：初始位置信息-固定步长×运动次数。

可以理解的是，当初始位置信息为二维或三维位置信息时，应当以初始位置信息在竖直方向的坐标值-固定步长×运动次数。在一具体实施例中，当拍摄机构向靠近被测物运动时，固定步长值为正值，反之为负值。

在一实施例中，在拍摄机构的运动过程中判断清晰程度是否达到峰值的方法可以为：实时获取图像的清晰程度，如果连续M个图像的清晰程度下降，则判断往前M个固定步长的图像的清晰程度达到峰值，其中M为大于1的整数。

可以理解的是，当拍摄机构由远离被测物的位置向被测物运动，在运动过程中，拍摄机构将会经历由虚焦到聚焦再到虚焦的过程。拍摄机构在虚焦位置处拍摄的图像的清晰程度低，在聚焦位置处拍摄的图像的清晰程度高，因此在整个拍摄过程中，拍摄的图像整体上将会经过清晰程度由低变高，再由高变低的过程，所以在拍摄机构的拍摄过程中，如果连续M个图像的清晰程度都下降，则说明拍摄机构已经过焦距位置，此时拍摄机构所在位置的前M个固定步长的相对位置即为焦距位置，在焦距位置处的清晰程度达到峰值。

进一步的，M值为正整数，为了避免评价清晰程度时出现的误差导致焦距位置计算错误，M大于1，具体的，在本实施例中M为2，M为2可以避免评价清晰程度时出现的误差导致焦距位置计算错误，也可以避免过多的拍摄导致降低自动对焦效率。可以想到的是，M也可与为3或4或其它数量，并不局限于本实施例中所做的说明。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，获得图像的清晰程度的具体步骤包括：

S310，在图像中绘制连接边界特征区域A和被测物区域B的灰度测试线C。

如图3所示，为了给拍摄机构拍摄的图像提供有效的边界信息，在拍摄机构的视野中设置了边界特征区域A，边界特征区域A将会遮挡住一部分被测物，所以在拍摄机构拍摄到的图像中会同时具有边界特征区域A和被测物区域B，且边界特征区域A和被测物区域B相互连接，灰度测试线C连接边界特征区域 A和被测物区域B。

S320，获得灰度测试线C位置处图像的锐利度，以锐利度表示图像的清晰程度。

锐利度定义为图像轮廓的清晰程度，而边界特征区域A为被测物区域B提供了有效的边界信息，因此，如果图像清晰，则边界特征区域A和被测物区域B 的连接处应是清晰且明确的，锐利度高；如果图像不清晰，则边界特征区域A 和被测物区域B的连接处应是模糊的，锐利度低。因为灰度测试线C连接边界特征区域A和被测物区域B，因此获取灰度测试线C位置处图像的锐利度，该锐利度可以表示边界特征区域A和被测物区域B的连接处的清晰程度，进而可以准确的表示图像的清晰程度。

值得一提的是，灰度测试线C并不是真实的绘制在图像上，而是表示对图像进行锐利度计算的位置，即表示跨越边界特征区域A和被测物区域B对图像进行锐利度计算。

进一步的，如图2所示，在本发明的一些实施例中，步骤S320获得灰度测试线C位置处图像的锐利度，以锐利度表示图像的清晰程度包括以下步骤：

S321，沿灰度测试线C在边界特征区域A和被测物区域B上取多个测试点，计算每个测试点位置处图像的灰度值。

可由灰度测试线C的一端向另一端取跨越边界特征区域A和被测物区域B 的多个测试点，测试点数量应能够清晰表现出灰度测试线C上的灰度值由一端向另一端变化的过程，但本发明实施例对测试点数量不做具体限制。其中，灰度值定义为图像的颜色深度，灰度值可以表现出灰度测试线C路径上图像的颜色深度变化过程。

S322，根据相邻两个测试点位置处图像的灰度值得到各测试点的灰度跳变值，灰度测试线C上的灰度跳变值的峰值为图像的锐利度。

灰度跳变值的计算公式为：

其中f(x)为一个测试点的灰度值，f(x+Δx)为下一个测试点的灰度值，Δx为相邻两个测试点的间距，因此通过计算各个测试点的灰度跳变值，可得到各个测试点的灰度值的变化率。因为拍摄机构拍摄的图像中具有相邻的边界特征区域A和被测物区域B，且边界特征区域A和被测物区域B的颜色有显著的差别，所以边界特征区域A 和被测物区域B之间灰度值应有较大变化，灰度值变化越大则说明图像的轮廓越清晰，而灰度跳变值表示灰度值在测试点的变化率，因此沿灰度测试线计算出的灰度跳变值的峰值可以表现出图像轮廓的清晰程度，即该灰度跳变值的峰值为图像的锐利度。

进一步的，如图4所示，可将所有测试点的灰度跳变值绘制为灰度跳变值曲线，便于找到灰度跳变值的峰值。

在本发明的一些实施例中，判断清晰程度是否达到峰值包括但不限于步骤：S330，根据已拍摄图像的清晰程度，绘制清晰程度走势图，如果清晰程度走势图中的清晰程度经历由低到高再到低的过程，则清晰程度达到峰值。

参照图5所示，可通过锐利度表示出图像的清晰程度，计算出各个相对位置处图像的锐利度，并绘制出清晰程度走势图。清晰程度走势图中的清晰程度经历由低到高再到低的过程对应锐利度由小变大再变小的过程。如果锐利度经历由小变大再变小的过程，则说明锐利度有峰值，该峰值对应的图像的清晰程度最高，拍摄该图像时拍摄机构与被测物的相对位置即为焦距，如果走势图中锐利度只经历由小变大或由大变小的过程，则说明图像的清晰程度没有达到峰值。

进一步的，拍摄机构可按照从远到近或从近到远的移动方式对被测物进行拍摄，使得拍摄机构对被测物拍摄的图像经历虚焦到聚焦再到虚焦的过程，走势图中锐利度因此由小变大再变小，在走势图中，横坐标表示第一幅图像到最后一幅图像，纵坐标表示锐利度值。

在本发明的一些实施例中，为了避免因为拍摄机构的镜头景深小、被测物的表面平整度大而导致被测物表面各个区域成像效果不同，可根据不同的高度范围将被测物表面划分为若干个测试区域，控制拍摄机构分别在每个测试区域上方移动及拍摄图像，记录每次拍摄时拍摄机构与相应的测试区域的相对位置信息，并根据拍摄到的图像找到各个测试区域完成对焦时的相对位置信息。

可以想到的是，对于一些表面平整度差异较大的被测物，若只对其进行一次自动对焦，可能导致其表面上有的地方能够清晰成像而有的地方不能清晰成像，因此可根据不同的高度范围将被测物表面划分为若干个测试区域，并分别对每个测试区域均进行拍摄成像，对各个测试区域清晰成像时的相对位置进行记录，从而得到各个测试区域对焦的焦距，该方法应用于晶圆检测时，如果待测晶圆的表面平整度呈现一定的规律性，将晶圆的表面根据高度范围划分为多个测试区域，可以节省对焦次数，有效提高晶圆检测的效率及效果。

进一步的，在一个实施例中，同一个测试区域的内最高点的高度减最低点的高度不大于拍摄机构的镜头的景深，以保证同一测试区域内各位置均能清晰成像。

本方面第二方面还提供一种自动对焦系统，该自动对焦系统可用于自动对焦设备中，该设备可以由软件和硬件实现，该系统包括拍摄机构、XYZ三轴驱动平台和控制主机。其中：

拍摄机构，可在视野中设置边界特征区域A。

在具体实施时，拍摄机构可为带有高倍率显微镜头的工业相机，通过调整工业相机的光圈，使光圈叶片边缘呈现在拍摄机构的视野中，形成边界特征区域A，为拍摄机构拍摄的图像提供有效的边界信息，便于评价图像的清晰程度，从而判断拍摄是否对焦成功。

XYZ三轴驱动平台，用于安装拍摄机构，并可带动拍摄机构沿X、Y、Z方向相对被测物移动，拍摄机构在相对移动的过程中对被测物进行拍摄获取图像，图像包含被测物区域B和边界特征区域A。

可以理解的是，将拍摄机构按照在XYZ三轴驱动平台上，XYZ三轴驱动平台可以驱动拍摄机构相对于被测物在X、Y、Z三个方向进行移动，便于拍摄机构移动到清晰成像位置处。因为拍摄机构的视野中设置有边界特征区域A，所以拍摄机构拍摄的图像中将会包含边界特征区域A和被测物区域B。

控制主机，与拍摄机构和XYZ三轴驱动平台电性连接，用于接收图像以及记录拍摄时拍摄机构与被测物的相对位置信息，获取图像的清晰程度，并判断清晰程度是否达到峰值，根据判断结果控制XYZ三轴驱动平台的运动，记录所述清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成对焦。

在具体实施时，控制主机可以通过控制XYZ三轴驱动平台的动作，使XYZ 三轴驱动平台带动拍摄机构移动到被测物上方的初始位置，然后控制XYZ三轴驱动平台带动拍摄机构在被测物上方按照固定步长运动，并记录拍摄时拍摄机构与被测物的相对位置信息，例如，XYZ三轴驱动平台带动拍摄机构在被测物上方按照固定步长由初始位置靠近被测物运动或由初始位置远离被测物运动，并且控制主机还控制拍摄机构每运动一个固定步长拍摄获取图像一次，控制主机将拍摄获取到的图像进行处理，获取图像的清晰程度。如果图像的清晰程度没有达到峰值，则控制主机控制XYZ三轴驱动平台继续带动拍摄机构运动，拍摄机构继续对被测物进行拍摄，直至控制主机判断图像的清晰程度达到峰值为止，达到峰值时拍摄机构与被测物的相对位置即为焦距，记录该相对位置信息，完成自动对焦。

其中控制主机可由电脑和用于控制XYZ三轴驱动平台运动的FPGA实现；获取图像清晰程度的方式可为对图像进行锐利度计算，图像的锐利度越大则图像越清晰；判断图像的清晰程度是否达到峰值的方式可为根据已拍摄的图像的清晰程度绘制出清晰程度走势图，如果清晰程度经历由低到高再到低的过程，则说明清晰程度达到峰值，则记录清晰程度达到峰值时的相对位置信息，完成拍摄。

根据该自动对焦系统，能够实现晶圆检测过程中的自动对焦，提高效率，并能够避免出现无法判断是否对焦成功的问题。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种自动对焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A；

所述拍摄机构和被测物相对移动，所述拍摄机构在相对移动的过程中对所述被测物进行拍摄获取图像，所述图像包含被测物区域B和所述边界特征区域A，记录拍摄时所述拍摄机构与所述被测物的相对位置信息；

获取所述图像的清晰程度，判断所述清晰程度是否达到峰值；获取所述图像的清晰程度的具体步骤包括：在所述图像中绘制连接所述边界特征区域A和所述被测物区域B的灰度测试线C；获得所述灰度测试线C位置处所述图像的锐利度，以所述锐利度表示所述图像的清晰程度；

2.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，如果所述清晰程度未达到峰值，则重复以下步骤：

3.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，在拍摄机构的视野中设置边界特征区域A的具体步骤包括：

4.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，所述拍摄机构和被测物相对移动，所述拍摄机构在相对移动的过程中对所述被测物进行拍摄获取图像的步骤包括：

将所述拍摄机构安装在一XYZ三轴驱动平台上；

5.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，获得所述灰度测试线C位置处所述图像的锐利度的具体步骤包括：

6.根据权利要求5所述的自动对焦方法，其特征在于，判断所述清晰程度是否达到峰值的具体步骤包括：

7.根据权利要求1或6所述的自动对焦方法，其特征在于，判断所述清晰程度是否达到峰值的具体步骤包括：

8.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，可根据不同的高度范围将所述被测物表面划分为若干个测试区域，控制所述拍摄机构分别在每个测试区域上方移动及拍摄图像，记录每次拍摄时所述拍摄机构与相应的测试区域的相对位置信息，并根据拍摄到的图像找到各个测试区域完成对焦时的相对位置信息。

9.一种自动对焦系统，其特征在于，包括以下步骤：

拍摄机构，可在视野中设置边界特征区域A；

XYZ三轴驱动平台，用于安装所述拍摄机构，并可带动所述拍摄机构沿X、Y、Z方向相对被测物移动，所述拍摄机构在相对移动的过程中对所述被测物进行拍摄获取图像，所述图像包含被测物区域B和所述边界特征区域A；

控制主机，与所述拍摄机构和XYZ三轴驱动平台电性连接，用于接收所述图像以及记录拍摄时所述拍摄机构与所述被测物的相对位置信息，获取所述图像的清晰程度，并判断所述清晰程度是否达到峰值，根据判断结果控制所述XYZ三轴驱动平台的运动，记录所述清晰程度达到峰值时对应的相对位置信息，完成对焦；获取图像清晰程度的方式为对图像进行锐利度计算。