CN111465830B - 缺陷检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种缺陷检测系统，包括：图案发生器，用于在至少部分地由被测电路确定的预定时间处选择性地激励被测电路的部分；多个传感器，包括至少一个热传感器；以及同步发生器，该同步发生器可操作以接收图案发生器的输出，并基于该输出使至少一个热传感器的操作与图案发生器的操作同步。

Description

缺陷检测系统
相关申请的引用
在此引用2017年12月14日提交、名称为System and Method for DetectingDefects inElectronic Circuits using Differential Thermal Imaging的美国临时专利申请序列号62/598,471，以及2018年1月11日提交、名称为ADefect Detection System的美国临时专利申请序列号62/615,977，上述申请的公开内容通过引用并入本文，并要求其优先权。
技术领域
本发明涉及电路中的缺陷检测。
背景技术
已知与电路一起使用的各种类型的缺陷检测系统和方法。
一个示例是阵列检测器AC68xx系列系统(Array Checker AC68xx family ofsystems)，其可从美国加利福尼亚州圣何塞市的Orbotech公司的Photon Dynamics有限公司商业获得。缺陷检测系统根据美国专利第4,983,911号和第5,124,635号的教导优选地被用于测试平板显示器，并且优选地采用多个缺陷检测头。
在半导体工业中，如美国专利第9,546,907号所述，单相机热成像被用于差分热像(thermographic)缺陷检测。已知热成像相机随时间存在稳定性的问题。因此，如美国专利第9,546,907号中所述，习惯上对于一个特定的帧速率提供静态校准，并使相机在不存在外部同步的情况下用自由运行的相机生成的触发来操作。由于要求多个热传感器的操作同步，目前还不知道如何在集成差分热像系统中采用多个热传感器来提供高的热传感缺陷检测吞吐量。
发明内容
本发明寻求提供一种用于电路中的缺陷检测的改进的系统和方法。
因此，根据本发明的优选实施例，提供了一种缺陷检测系统，该系统包括：图案(pattern)发生器，用于在至少部分地由被测电路(electric circuit under test，ECUT)确定的预定时间处选择性地激励被测电路的部分；多个传感器，包括至少一个热传感器；以及同步发生器，可操作以接收图案发生器的输出，并基于该输出使至少一个热传感器的操作与图案发生器的操作同步。
优选地，至少一个热传感器包括至少一个寄存器，可操作以记录从同步发生器接收到的信息并提供信息的输出。
根据本发明的优选实施例，缺陷检测系统还包括图像处理计算机，可操作以从至少一个热传感器接收热图像数据，从至少一个寄存器接收信息输出，以及输出热图像。另外，基于来自至少一个寄存器的信息，图像处理计算机可操作以通过以下方式输出热图像：查明热图像数据中的哪些热图像数据与缺陷检测相关，丢弃不相关的热图像数据，以及利用被查明为与缺陷检测相关的热图像数据来生成热图像。
根据本发明的另一个优选实施例，还提供了一种缺陷检测系统，包括：图案发生器，用于在至少部分地由被测电路确定的预定时间处选择性地激励被测电路的部分；多个传感器，包括至少两个热传感器；以及同步发生器，可操作以接收图案发生器的输出，并基于该输出使至少两个热传感器的操作与图案发生器的操作同步。
根据本发明的优选实施例，至少两个热传感器中的每一个热传感器包括至少一个寄存器，该至少一个寄存器可操作以记录从同步发生器接收到的信息并提供信息的输出。
优选地，缺陷检测系统还包括图像处理计算机，该图像处理计算机可操作以从至少两个热传感器接收热图像数据，从至少一个寄存器接收信息的输出，并输出热图像。另外，基于来自至少一个寄存器的信息，图像处理计算机可操作以通过以下方式输出热图像：查明热图像数据中的哪些热图像数据与缺陷检测相关，丢弃不相关的热图像数据，并利用被查明为与缺陷检测相关的热图像数据来生成热图像。
根据本发明的又一优选实施例，还提供了一种缺陷检测系统，包括：图案发生器，用于在预定时间处选择性地激励被测电路(ECUT)的部分并且提供ECUT特定外部同步脉冲；和差分热像子系统，包括多个传感器，该多个传感器包括要求处于至少第一脉冲频率的周期性外部读出触发脉冲的至少一个热传感器，以及同步发生器，该同步发生器可操作以：从图案发生器接收ECUT特定外部同步脉冲以操作至少一个热传感器，该ECUT特定外部同步脉冲与预定时间相协调，并且具有至少部分地由ECUT确定的第二脉冲频率，该第二脉冲频率大于第一频率；在不存在ECUT特定外部同步脉冲的情况下将周期性外部读出触发脉冲提供给至少一个热传感器；并且将ECUT特定外部读出触发脉冲和ECUT特定相关读出指示脉冲提供给至少一个热传感器，从而使至少一个热传感器的操作与图案发生器的操作同步，由此当ECUT特定外部读出脉冲被提供给至少一个热传感器时，至少一个热传感器不接收周期性外部读出触发脉冲。
根据本发明的优选实施例，ECUT特定外部同步脉冲包括初始外部同步(initialexternal synchronization，IES)脉冲，当该初始外部同步(IES)脉冲被同步发生器接收时，使得同步发生器将对应的ECUT特定相关读出指示(RRIP)脉冲提供给至少一个热传感器，但不提供对应的ECUT特定外部读出触发脉冲。
优选地，至少一个热传感器包括传感器阵列和至少一个寄存器，并且当从传感器阵列读出传感器阵列数据时，至少一个热传感器可操作以基于在与接收到的ECUT特定外部读出触发脉冲的时间相邻的时间处接收到的ECUT特定相关读出指示脉冲，向该传感器阵列数据附加元数据。此外，当从传感器阵列读出传感器阵列数据时，至少一个热传感器可操作以基于在刚好在接收到的ECUT特定外部读出触发脉冲的时间之前的时间处接收到的ECUT特定相关读出指示脉冲，向该传感器阵列数据附加元数据。附加地或替代地，至少一个寄存器包括记录接收ECUT特定外部读出触发脉冲的定时的第一寄存器和记录接收ECUT特定相关读出脉冲的定时的第二寄存器。
根据本发明的优选实施例，ECUT特定外部同步脉冲也被提供给形成多个传感器的部分的非热传感器。
优选地，相关读出脉冲提供元数据，该元数据将与差分热像缺陷检测相关的传感器读出信息标识为区别于与差分热像缺陷检测不相关的读出信息。
优选地，多个传感器同时观察被测电路的给定部分。
根据本发明的优选实施例，多个传感器包括至少一个非热传感器。另外，至少一个非热传感器包括至少一个光学传感器。附加地或替代地，至少一个非热传感器包括至少一个电场传感器。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中将更全面地理解和认识本发明，在附图中：
图1是根据本发明的优选实施例构造和操作的缺陷检测系统的简化框图；
图2是图1的缺陷检测系统的操作的一些方面的简化流程图；
图3是有助于理解本发明的优选实施例的功能的简化波形图；
图4是根据本发明的另一个优选实施例构造和操作的缺陷检测系统的简化框图；
图5是根据本发明的另一个优选实施例构造和操作的缺陷检测系统的简化框图；以及
图6是根据本发明的另一个优选实施例构造和操作的缺陷检测系统的简化框图。
具体实施方式
现在参考图1，图1是根据本发明的优选实施例构造和操作的缺陷检测系统100的简化框图。图1的缺陷检测系统优选地在系统平台上实现，该系统平台是阵列检测器AC68xx系列系统之一，其可从美国加利福尼亚州圣何塞市的Orbotech公司的Photon Dynamics有限公司商业获得。根据美国专利第4,983,911号和第5,124,635号(其公开内容通过引用结合于此)的教导，缺陷检测系统优选地被用于测试平板显示器，并且优选地采用多个缺陷检测头(未示出)。
根据本发明的优选实施例，缺陷检测系统100采用多个传感器，包括热传感器以及可选的光学传感器(未示出)和电场传感器(未示出)。一个或多个传感器安装在一个或多个缺陷检测头(未示出)上。通常，但不是必须地，热传感器可以在一个或多个缺陷检测头上安装在光学传感器和/或电场传感器旁边。多个传感器优选地同时观察被测电路(ECUT)110的不同区域。通常，ECUT 110是平板显示器，但是可替代地，它可以是待测试的任何合适的电路。ECUT 110在测试期间通常是静止的，并且安装在一个或优选地多于一个的缺陷检测头上的传感器相对于ECUT 110移位(displace)，以便测试ECUT110的各个区域。优选地，但不是必须地，ECUT 110的多个区域的测试同时或几乎同时进行，以便增强测试吞吐量。
如图1所示，管理计算机112提供采集计划，该采集计划包括被提供给图像处理计算机(image processing computer，IPC)114的图像定义(definition)部分和被提供给图案发生器120的图案定义部分。
根据本发明的优选实施例，图案发生器120可操作为在至少部分地由被测电路的设计确定的预定时间处选择性地激励ECUT 110的预定部分。图案发生器120经由一个或多个常规探针阵列130将ECUT特定激励脉冲(ECUT-specific energizing pulse，ECUT-SEP)提供给ECUT 110，该一个或多个常规探针阵列130在不同时间处电接合(engage)ECUT 110的各个部分。图案发生器120还提供ECUT特定外部同步脉冲(ECUT-specific externalsynchronization pulse，ECUT-SESP)，以用于使至少一个ECUT测试传感器的操作与ECUT110的部分的激励同步。
同步发生器140从图案发生器120接收ECUT-SESP脉冲，并生成外部读出触发脉冲(external readout trigger pulse，ERTP)和相关读出指示脉冲(relevant readoutindicating pulse，RRIP)，如下面将参考图2和图3所述。
根据本发明的优选实施例，至少一个且优选地为多个的外部同步的热传感器150被用作ECUT测试传感器。可以另外采用附加的传感器，诸如光学传感器和电场传感器(未示出)。外部同步的热传感器150的优选实施例是可从德国耶拿的Jenoptics GMBH商业获得的IR-TCM相机，其接受外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)。热传感器150通常要求由热传感器150确定的处于至少第一脉冲频率(通常为5-7Hz)的非ECUT特定周期性读出触发(non-ECUT specific periodic readout trigger，NECUTS)脉冲，以便保持其稳定性。
每个热传感器150优选地包括至少一个寄存器，该至少一个寄存器记录并输出关于ERTP脉冲和RRIP脉冲的接收之间的时间关系的信息。更具体地，每个热传感器150优选地包括第一寄存器160和第二寄存器170，它们分别记录和输出指示接收ERTP脉冲和RRIP脉冲的定时的信息。从这些寄存器下载的元数据使得与差分热像缺陷检测相关的热图像数据能够区别于与差分热像缺陷检测不相关的热图像数据。
优选地，热传感器150和图像处理计算机114一起提供差分热像功能。应当理解，原则上多个热传感器150可以包括单个热传感器150。差分热像系统优选地包括同步发生器140，如上所述，该同步发生器140从图案发生器120接收ECUT-SESP脉冲，并且基于该ECUT-SESP脉冲，可操作以使至少一个热传感器150的操作与图案发生器120的操作同步。
应当理解，为了使能差分热像，图案发生器必须提供ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲，该ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲对应于ECUT 110的给定部分的热状态和冷状态，对应于其激励和非激励状态。
现在参考图2，图2是图1的缺陷检测系统的操作的一些方面的简化流程图。
最初，操作员在管理计算机112上对ECUT特定采集计划(ECUT-specificAcquisition Plan，ESAP)进行编程。管理计算机112将ESAP的图像定义部分分配给图像处理计算机114，并将ESAP的图案定义部分分配给图案发生器120。
应当理解，这里使用的术语采集计划是指定义和指令的列表，其通常由要采集的图像的列表、它们将被采集的条件(冷图像、热图像、要丢弃的图像等)、和用于从各个图像创建合成图像的数学运算组成。
图案发生器120将ECUT-SESP脉冲提供给同步发生器140，并且还经由探针阵列130、与ECUT-SESP脉冲同步地将ECUT-SEP激励电压提供给ECUT，该ECUT-SEP激励电压激励或去激励(de-energize)ECUT的相关部分。
同步发生器140连续提供ERTP脉冲，该ERTP脉冲被至少一个热传感器150读取为FSYNC脉冲。同步发生器140通常将ERTP脉冲作为第一脉冲频率的NECUTS脉冲提供给至少一个热传感器150，以便保持至少一个热传感器150的稳定性。然而，一旦接收到初始ECUT-SESP脉冲，并且只要以预定频率(通常为9Hz)接收到ECUT-SESP脉冲，同步发生器140就不提供NECUTS脉冲，而是将ECUT-SESP脉冲作为ERTP/FSYNC脉冲提供给至少一个热传感器150。同步发生器140还提供稍微跟随ECUT-SESP脉冲并与该ECUT-SESP脉冲同步的RRIP脉冲。在接收到ECUT-SESP脉冲的突发(burst)之后，同步发生器140返回以提供NECUTS脉冲，直到接收ECUT-SESP脉冲的下一个突发。
至少一个热传感器150响应于它从同步发生器140接收到的ERTP/FSYNC脉冲，积分并读出热图像数据，而不管这些脉冲是NECUTS脉冲还是ECUT-SESP脉冲。该热图像数据与指示通过每个热传感器150接收的ERTP和RRIP脉冲之间的时间关系的、寄存器160和170的输出一起被提供给图像处理计算机114，并且使得图像处理计算机114能够根据采集计划查明(ascertain)哪些输出热图像与缺陷检测相关。图像处理计算机114丢弃剩余的不相关的热图像数据。图像处理计算机114根据采集计划执行计算，并输出ECUT 110的相关的热图像。
更具体地，应当理解，同步发生器140优选地可操作为：
从图案发生器120接收(ECUT-SESP)脉冲，以用于操作一个或优选地多于一个的热传感器150，其中，ECUT-SESP脉冲与ECUT 110被激励或被去激励的预定时间同步，并且具有至少部分地由特定ECUT的设计确定的第二脉冲频率，该第二脉冲频率高于NECUTS脉冲的第一脉冲频率；以及
当同步发生器140未接收到ECUT-SESP脉冲时，将NECUTS脉冲提供给至少一个热传感器150；以及
将ECUT特定外部读出触发(ECUT-specific external readout trigger，ECUT-S-ERTP)脉冲和相关的读出指示(RRIP)脉冲提供给至少一个热传感器150，从而使至少一个热传感器150的操作与图案发生器120的操作同步，由此当ECUT-S-ERTP脉冲被提供给至少一个热传感器150时，至少一个热传感器150不接收NECUTS脉冲，从而防止来自至少一个热传感器150的不完全读出。
现在参考图3，图3是有助于理解根据本发明的优选实施例的图案发生器120、同步发生器140和至少一个热传感器150的上述功能的简化波形图。
如图3所示，图案发生器120生成ECUT-S-ERTP脉冲的突发，通常以3Hz的突发频率。每个突发通常包含初始外部同步(IES)脉冲和其后的以9Hz的典型ECUT-S-ERTP脉冲频率的至少两个ECUT-S-ERTP脉冲。至少对于执行差分热像缺陷检测，一个脉冲是热(Hot)脉冲，对应于激励当前被测试的ECUT 110的部分，而另一个脉冲是冷(Cold)脉冲，对应于去激励当前被测试的ECUT 110的部分。
如上所述，图案发生器120的这种输出在同步发生器140处被接收，在不存在接收到ECUT特定脉冲的情况下，该同步发生器140优选地连续提供周期性外部读出触发(periodic external readout trigger，P-ERTP)脉冲。一旦在每个突发中的接收到的ECUT特定脉冲的最后之后，接收到IES脉冲并且达预定周期(通常为200毫秒(对应于5Hz))，同步发生器不提供P-ERTP脉冲。
响应于接收到IES脉冲，同步发生器140优选地在接收到IES脉冲之后的固定时间(通常约90-100毫秒)处产生初始相关读出指示(RRIP)脉冲，但是不产生ECUTS-ERTP脉冲。这是为了避免关于来自热传感器150的哪个读出与测试相关的模糊性。
响应于突发中的第二ECUT-S-ERTP脉冲，该脉冲通常在时间上对应于ECUT 110的激励，同步发生器140向热传感器150发送ECUT-S-ERTP脉冲。热传感器150响应于ECUT-S-ERTP脉冲的接收，将其图像数据读出到图像处理计算机114，该图像处理计算机114也接收寄存器160和170的输出。因此，图像处理计算机114意识到通过热传感器150的ECUT-S-ERTP脉冲的接收紧跟着初始RRIP脉冲的接收，并且因此保留对应的图像数据作为相关数据。
同步发生器140还在接收到第二ECUT-S-ERTP脉冲之后的固定时间(通常约90-100毫秒)处，产生第二相关读出指示(RRIP)脉冲。
类似地，响应于突发中的第三ECUT-S-ERTP脉冲，该脉冲通常在时间上对应于ECUT110的去激励，同步发生器140向热传感器150发送ECUT-S-ERTP脉冲。热传感器150响应于ECUT-S-ERTP脉冲的接收，将其图像数据读出到图像处理计算机114，该图像处理计算机114也接收寄存器160和170的输出。因此，图像处理计算机114意识到通过热传感器150的ECUT-S-ERTP脉冲的接收紧跟着RRIP脉冲的接收，并且因此保留对应的图像数据作为相关数据。
同步发生器140还可以在接收到第二ECUT-ERTP脉冲之后的固定时间(通常约90-100毫秒)处，产生第三相关读出指示(RRIP)脉冲。在突发中只有三个ECUT-ERTP脉冲的情况下，图像处理计算机114优选地丢弃与该第三RRIP脉冲的接收相关的信息。
现在参考图4，图4是根据本发明的另一个优选实施例构造和操作的缺陷检测系统300的简化框图。图4的缺陷检测系统优选地在系统平台上实现，该系统平台是阵列检测器AC68xx系列系统之一，其可从美国加利福尼亚州圣何塞市的Orbotech公司的PhotonDynamics有限公司商业获得。根据美国专利第4,983,911号和第5,124,635号(其公开内容通过引用结合于此)的教导，缺陷检测系统优选地被用于测试平板显示器，并且优选地采用多个缺陷检测头(未示出)。
根据本发明的优选实施例，缺陷检测系统300采用多个传感器，包括热传感器以及可选的光学传感器和电场传感器(未示出)。一个或多个传感器安装在一个或多个缺陷检测头(未示出)上。通常，但不是必须地，热传感器可以在多个缺陷检测头上安装在光学传感器和/或电场传感器旁边。多个传感器优选地同时观察被测电路(ECUT)310的不同区域。通常，ECUT 310是平板显示器，但是可替代地，它可以是待测试的任何合适的电路。ECUT 310在测试期间通常是静止的，并且优选地安装在多个缺陷检测头上的传感器相对于ECUT 310移位，以便测试ECUT 310的各个区域。优选地，但不是必须地，ECUT 310的多个区域的测试同时或几乎同时进行，以便增强测试吞吐量。
如图4所示，管理计算机312提供采集计划，该采集计划包括被提供给多个图像处理计算机(IPC)314的图像定义部分和被提供给图案发生器320的图案定义部分。
根据本发明的优选实施例，图案发生器320可操作为在至少部分地由被测电路的设计确定的预定时间处选择性地激励ECUT 310的预定部分。图案发生器320经由一个或多个常规探针阵列330将ECUT特定激励脉冲(ECUT-SEP)提供给ECUT 310，该一个或多个常规探针阵列330在不同时间处电接合ECUT 310的各个部分。图案发生器320还提供ECUT特定外部同步脉冲(ECUT-SESP)，以用于使至少一个ECUT测试传感器的操作与ECUT 310的部分的激励同步。
多个同步发生器340从图案发生器320接收ECUT-SESP脉冲，并生成外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)，如上文参考图2和图3所述。
根据本发明的该优选实施例，多个外部同步的热传感器350被用作ECUT测试传感器。可以另外采用附加的传感器，诸如光学传感器和电场传感器(未示出)。外部同步的热传感器350的优选实施例是可从德国耶拿的Jenoptics GMBH商业获得的IR-TCM相机，其接受外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)。热传感器350通常要求由热传感器350确定的处于至少第一脉冲频率(通常为5-7Hz)的非ECUT特定周期性读出触发(NECUTS)脉冲，以便保持其稳定性。
每个热传感器350优选地包括至少一个寄存器，该至少一个寄存器记录并输出关于ERTP脉冲和RRIP脉冲的接收之间的时间关系的信息。更具体地，每个热传感器350优选地包括第一寄存器360和第二寄存器370，它们分别记录和输出指示接收ERTP脉冲和RRIP脉冲的定时的信息。从这些寄存器下载的元数据使得与差分热像缺陷检测相关的热图像数据能够区别于与差分热像缺陷检测不相关的热图像数据。
优选地，热传感器350和图像处理计算机314一起提供差分热像功能。差分热像系统优选地包括多个同步发生器340，如上所述，每个同步发生器340从图案发生器320接收ECUT-SESP脉冲，并且基于该ECUT-SESP脉冲，可操作以使热传感器350的操作与图案发生器320的操作同步。
应当理解，为了使能差分热像，图案发生器必须提供ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲，该ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲对应于ECUT 310的给定部分的热状态和冷状态，对应于其激励和非激励状态。
现在参考图5，图5是根据本发明的又一优选实施例构造和操作的缺陷检测系统500的简化框图。图5的缺陷检测系统优选地在系统平台上实现，该系统平台是阵列检测器AC68xx系列系统之一，其可从美国加利福尼亚州圣何塞市的Orbotech公司的PhotonDynamics有限公司商业获得。根据美国专利第4,983,911号和第5,124,635号(其公开内容通过引用结合于此)的教导，缺陷检测系统优选地被用于测试平板显示器，并且优选地采用多个缺陷检测头(未示出)。
根据本发明的该优选实施例，缺陷检测系统500采用多个不同的传感器，包括热传感器和其他传感器，诸如电压成像光学系统(voltage imaging optical system，VIOS)。美国专利第4,983,911号中描述了优选的VIOS传感器系统。上述传感器中的一个或多个安装在一个或多个缺陷检测头(未示出)上。通常，但不是必须地，热传感器可以在多个缺陷检测头上安装在光学传感器和/或电场传感器旁边。VIOS传感器可以单独安装或者安装在光学传感器和/或电场传感器旁边。
多个传感器优选地同时观察被测电路(ECUT)510的不同区域。通常，ECUT 510是平板显示器，但是可替代地，它可以是待测试的任何合适的电路。ECUT 510在测试期间通常是静止的，并且优选地安装在多个缺陷检测头上的传感器相对于ECUT 510移位，以便测试ECUT 510的各个区域。优选地，但不是必须地，ECUT 510的多个区域的测试同时或几乎同时进行，以便增强测试吞吐量。
如图5所示，管理计算机512提供采集计划，该采集计划包括被提供给多个图像处理计算机(IPC)514的图像定义部分和被提供给图案发生器520的图案定义部分。
根据本发明的优选实施例，图案发生器520可操作为在至少部分地由被测电路的设计确定的预定时间处选择性地激励ECUT 510的预定部分。图案发生器520经由一个或多个常规探针阵列530将ECUT特定激励脉冲(ECUT-SEP)提供给ECUT 510，该一个或多个常规探针阵列530在不同时间处电接合ECUT 510的各个部分。图案发生器520还提供ECUT特定外部同步脉冲(ECUT-SESP)，以用于使至少一个ECUT测试传感器的操作与ECUT 510的部分的激励同步。
同步发生器540从图案发生器520接收ECUT-SESP脉冲，并生成外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)，如上文参考图2和图3所述。
根据本发明的该优选实施例，至少一个外部同步的热传感器550被用作ECUT测试传感器。可以另外采用附加的传感器，诸如光学传感器和电场传感器(未示出)。外部同步的热传感器550的优选实施例是可从德国耶拿的Jenoptics GMBH商业获得的IR-TCM相机，其接受外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)。热传感器550通常要求由热传感器550确定的处于至少第一脉冲频率(通常为5-7Hz)的非ECUT特定周期性读出触发(NECUTS)脉冲，以便保持其稳定性。
每个热传感器550优选地包括至少一个寄存器，该至少一个寄存器记录并输出关于ERTP脉冲和RRIP脉冲的接收之间的时间关系的信息。更具体地，每个热传感器550优选地包括第一寄存器560和第二寄存器570，它们分别记录和输出指示接收ERTP脉冲和RRIP脉冲的定时的信息。从这些寄存器下载的元数据使得与差分热像缺陷检测相关的热图像数据能够区别于与差分热像缺陷检测不相关的热图像数据。
优选地，热传感器550和图像处理计算机514一起提供差分热像功能。差分热像系统优选地包括至少一个同步发生器540，如上所述，每个同步发生器540从图案发生器520接收ECUT-SESP脉冲，并且基于该ECUT-SESP脉冲，可操作以使热传感器550的操作与图案发生器520的操作同步。
应当理解，为了使能差分热像，图案发生器必须提供ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲，该ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲对应于ECUT 510的给定部分的热状态和冷状态，对应于其激励和非激励状态。在该实施例中，提供第二同步发生器580，以用于接收来自图案发生器520的输入，并且向电压成像光学系统(VIOS)590提供照明和相机触发输出，该电压成像光学系统(VIOS)590如美国专利第4,983,911号所述进行操作。
现在参考图6，图6是根据本发明的又一优选实施例构造和操作的缺陷检测系统600的简化框图。图6的缺陷检测系统优选地在系统平台上实现，该系统平台是阵列检测器AC68xx系列系统之一，其可从美国加利福尼亚州圣何塞市的Orbotech公司的PhotonDynamics有限公司商业获得。根据美国专利第4,983,911号和第5,124,635号(其公开内容通过引用结合于此)的教导，缺陷检测系统优选地被用于测试平板显示器，并且优选地采用多个缺陷检测头(未示出)。
根据本发明的该优选实施例，缺陷检测系统600采用多个不同的传感器，包括热传感器和其他传感器，诸如电压成像光学系统(VIOS)。美国专利第4,983,911号中描述了优选的VIOS传感器系统。一个或多个上述传感器安装在一个或多个缺陷检测头(未示出)上。通常，但不是必须地，热传感器可以在多个缺陷检测头上安装在光学传感器和/或电场传感器旁边。VIOS传感器可以单独安装或者安装在光学传感器和/或电场传感器旁边。
多个传感器优选地同时观察被测电路(ECUT)610的不同区域。通常，ECUT 610是平板显示器，但是可替代地，它可以是待测试的任何合适的电路。ECUT 610在测试期间通常是静止的，并且优选地安装在多个缺陷检测头上的传感器相对于ECUT 610移位，以便测试ECUT 610的各个区域。优选地，但不是必须地，ECUT 610的多个区域的测试同时或几乎同时进行，以便增强测试吞吐量。
如图6所示，管理计算机612提供采集计划，该采集计划包括被提供给图像处理计算机(IPC)614的图像定义部分和被提供给图案发生器620的图案定义部分。
根据本发明的优选实施例，图案发生器620可操作为在至少部分由被测电路的设计确定的预定时间处选择性地激励ECUT 610的预定部分。图案发生器620经由一个或多个常规探针阵列630将ECUT特定激励脉冲(ECUT-SEP)提供给ECUT 610，该一个或多个常规探针阵列630在不同时间处电接合ECUT 610的各个部分。图案发生器620还提供ECUT特定外部同步脉冲(ECUT-SESP)，以用于使至少一个ECUT测试传感器的操作与ECUT 610的部分的激励同步。
同步发生器640从图案发生器620接收ECUT-SESP脉冲，并生成外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)，如上文参考图2和图3所述。
根据本发明的该优选实施例，至少一个外部同步的热传感器650被用作ECUT测试传感器。可以另外采用附加的传感器，诸如光学传感器和电场传感器(未示出)。外部同步的热传感器650的优选实施例是可从德国耶拿的Jenoptics GMBH商业获得的IR-TCM相机，其接受外部读出触发脉冲(ERTP)和相关读出指示脉冲(RRIP)。热传感器650通常要求由热传感器650确定的处于至少第一脉冲频率(通常为5-7Hz)的非ECUT特定周期性读出触发(NECUTS)脉冲，以便保持其稳定性。
每个热传感器650优选地包括至少一个寄存器，该至少一个寄存器记录并输出关于ERTP脉冲和RRIP脉冲的接收之间的时间关系的信息。更具体地，每个热传感器650优选地包括第一寄存器660和第二寄存器670，它们分别记录和输出指示接收ERTP脉冲和RRIP脉冲的定时的信息。从这些寄存器下载的元数据使得与差分热像缺陷检测相关的热图像数据能够区别于与差分热像缺陷检测不相关的热图像数据。
优选地，热传感器650和图像处理计算机614一起提供差分热像功能。差分热像系统优选地包括至少一个同步发生器640，如上所述，每个同步发生器640从图案发生器620接收ECUT-SESP脉冲，并且基于该ECUT-SESP脉冲，可操作以使热传感器650的操作与图案发生器620的操作同步。
应当理解，为了使能差分热像，图案发生器必须提供ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲，该ECUT-SEP激励脉冲和对应的同步ECUT-SESP脉冲对应于ECUT 610的给定部分的热状态和冷状态，对应于其激励和非激励状态。在该实施例中，同步发生器640另外向电压成像光学系统(VIOS)690提供照明和相机触发输出，该电压成像光学系统(VIOS)如美国专利第4,983,911号所述进行操作。
本领域技术人员将理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合，以及现有技术中没有的对其的修改和变化。

Claims (19)

1.一种缺陷检测系统，包括：
图案发生器，用于在至少部分地由被测电路确定的预定时间处选择性地激励所述被测电路的部分；
多个传感器，包括至少一个热传感器；以及
同步发生器，可操作以接收所述图案发生器的输出，并基于所述输出使所述至少一个热传感器的操作与所述图案发生器的操作同步；
其中所述同步发生器的输出耦合到所述至少一个热传感器的输入。
2.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其中，所述至少一个热传感器包括至少一个寄存器，所述至少一个寄存器可操作以：
记录从所述同步发生器接收到的信息；以及
提供所述信息的输出。
3.根据权利要求2所述的缺陷检测系统，还包括图像处理计算机，所述图像处理计算机可操作以：
从所述至少一个热传感器接收热图像数据；
从所述至少一个寄存器接收所述信息的所述输出；以及
输出热图像。
4.根据权利要求3所述的缺陷检测系统，其中，基于来自所述至少一个寄存器的所述信息，所述图像处理计算机可操作以通过以下方式输出热图像：
查明所述热图像数据中的哪些热图像数据与缺陷检测相关；
丢弃不相关的热图像数据；以及
利用被查明为与缺陷检测相关的所述热图像数据来生成所述热图像。
5.一种缺陷检测系统，包括：
图案发生器，用于在至少部分地由被测电路确定的预定时间处选择性地激励所述被测电路的部分；
多个传感器，包括至少两个热传感器；以及
同步发生器，可操作以接收所述图案发生器的输出，并基于所述输出使所述至少两个热传感器的操作与所述图案发生器的操作同步；
其中所述同步发生器的输出耦合到所述至少两个热传感器的输入。
6.根据权利要求5所述的缺陷检测系统，其中，所述至少两个热传感器中的每一个热传感器包括至少一个寄存器，所述至少一个寄存器可操作以：
记录从所述同步发生器接收到的信息；以及
提供所述信息的输出。
7.根据权利要求6所述的缺陷检测系统，还包括图像处理计算机，所述图像处理计算机可操作以：
从所述至少两个热传感器接收热图像数据；
从所述至少一个寄存器接收所述信息的所述输出；以及
输出热图像。
8.根据权利要求7所述的缺陷检测系统，其中，基于来自所述至少一个寄存器的所述信息，所述图像处理计算机可操作以通过以下方式输出热图像：
查明所述热图像数据中的哪些热图像数据与缺陷检测相关；
丢弃不相关的热图像数据；以及
利用被查明为与缺陷检测相关的所述热图像数据来生成所述热图像。
9.一种缺陷检测系统，包括：
图案发生器，用于在预定时间处选择性地激励被测电路ECUT的部分，并提供ECUT特定外部同步脉冲；和
差分热像子系统，包括：
多个传感器，所述多个传感器包括要求处于至少第一脉冲频率的周期性外部读出触发脉冲的至少一个热传感器；以及
同步发生器，可操作以：
从所述图案发生器接收所述ECUT特定外部同步脉冲以操作所述至少一个热传感器，所述ECUT特定外部同步脉冲与所述预定时间相协调，并且具有至少部分地由所述ECUT确定的第二脉冲频率，所述第二脉冲频率大于所述第一脉冲频率；
在不存在所述ECUT特定外部同步脉冲的情况下，将所述周期性外部读出触发脉冲提供给所述至少一个热传感器；以及
将ECUT特定外部读出触发脉冲和ECUT特定相关读出指示脉冲提供给所述至少一个热传感器，从而使所述至少一个热传感器的操作与所述图案发生器的操作同步，由此当所述ECUT特定外部读出触发脉冲被提供给所述至少一个热传感器时，所述至少一个热传感器不接收所述周期性外部读出触发脉冲。
10.根据权利要求9所述的缺陷检测系统，其中，所述ECUT特定外部同步脉冲包括初始外部同步(IES)脉冲，当所述初始外部同步(IES)脉冲被所述同步发生器接收时，使得所述同步发生器将对应的ECUT特定相关读出指示(RRIP)脉冲提供给所述至少一个热传感器，但不提供对应的ECUT特定外部读出触发脉冲。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的缺陷检测系统，其中，所述至少一个热传感器包括传感器阵列和至少一个寄存器，并且当从所述传感器阵列读出传感器阵列数据时，所述至少一个热传感器可操作以基于在与接收到的ECUT特定外部读出触发脉冲的时间相邻的时间处接收到的ECUT特定相关读出指示脉冲，向所述传感器阵列数据附加元数据。
12.根据权利要求11所述的缺陷检测系统，其中，当从所述传感器阵列读出传感器阵列数据时，所述至少一个热传感器可操作以基于在刚好在接收到的ECUT特定外部读出触发脉冲的时间之前的时间处接收到的ECUT特定相关读出指示脉冲，向所述传感器阵列数据附加元数据。
13.根据权利要求11所述的缺陷检测系统，其中，所述至少一个寄存器包括记录接收所述ECUT特定外部读出触发脉冲的定时的第一寄存器和记录接收所述ECUT特定相关读出指示脉冲的定时的第二寄存器。
14.根据权利要求9所述的缺陷检测系统，其中，所述ECUT特定外部同步脉冲也被提供给形成所述多个传感器的部分的非热传感器。
15.根据权利要求9所述的缺陷检测系统，其中，所述ECUT特定相关读出指示脉冲提供元数据，所述元数据将与差分热像缺陷检测相关的传感器读出信息标识为区别于与差分热像缺陷检测不相关的读出信息。
16.根据权利要求1、权利要求5或权利要求9所述的缺陷检测系统，其中，所述多个传感器同时观察所述被测电路的给定部分。
17.根据权利要求1、权利要求5或权利要求9所述的缺陷检测系统，其中，所述多个传感器包括至少一个非热传感器。
18.根据权利要求17所述的缺陷检测系统，其中，所述至少一个非热传感器包括至少一个光学传感器。
19.根据权利要求17所述的缺陷检测系统，其中，所述至少一个非热传感器包括至少一个电场传感器。
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