Напівпровідникова промисловість зазвичай потребує ефективного й точного виявлення поверхневих дефектів на пластинах, яке може вловлювати фактичні дефекти та досягати-виявлення в реальному часі. Більш поширені методи виявлення поверхні можна в основному розділити на дві категорії: метод контакту голки та без{2}}контактний метод, причому метод контакту голки є представником контактного методу; Безконтактні методи можна розділити на атомно-силовий та оптичний. За конкретним використанням його можна розділити на зображення та не зображення.
Метод дотику голки, як випливає з назви, є методом виявлення поверхні, який виявляє за допомогою контакту між голкою та матеріалом, що перевіряється, і є одним із найперших методів у обробній промисловості. Інформація про форму та контури досліджуваної поверхні передається на датчик через стилус, тому розмір і форма стилуса є особливо важливими. Відповідно до принципу виявлення методу дотику голки, можна виявити справжній контур вимірюваного об’єкта лише тоді, коли радіус кінчика голки наближається до 0. Однак, чим тонший кінчик стилуса, тим більший тиск створюється на вимірювану поверхню, і стилус схильний до зносу та подряпин на поверхні вимірюваного об’єкта. Для покритих поверхонь і м’яких металів контактне виявлення може легко пошкодити поверхню досліджуваного зразка і, як правило, не підходить для використання.
У 1981 році Бінніг і Рорер винайшли скануючий тунельний мікроскоп (СТМ). STM використовує ефект квантового тунелювання, коли кінчик голки та поверхня об’єкта вимірюються як два полюси. Використовуйте дуже тонкий кінчик голки, щоб наблизитися до поверхні зразка, і коли відстань дуже близька, утворюється тунельний з’єднання. Відстань між кінчиком голки та поверхнею зразка підтримується постійною, що дозволяє кінчику голки рухатися в трьох вимірах на поверхні зразка. Атомна висота, яку відчуває кінчик голки, передається на комп’ютер, і після-обробки отримується тривимірна морфологія поверхні досліджуваного об’єкта. Через обмеження STM Binnig et al. розробив атомно-силовий мікроскоп (АСМ) на основі СТМ. AFM виявляє притягання або відштовхування між кінчиком голки та зразком, що робить його придатним як для електропровідних, так і для не-провідних матеріалів.
Скануючий оптичний мікроскоп ближнього поля (SNOM) використовує характеристики ближнього{1}}поля поблизу поверхні досліджуваного зразка, щоб визначити морфологію його поверхні. Його роздільна здатність може значно перевищувати межу роздільної здатності звичайного мікроскопа (λ/2).
Методи виявлення зображень, які зазвичай використовуються в напівпровідниковій промисловості, наразі включають автоматичне оптичне виявлення, детектування рентгенівських-променів, детектування електронних променів тощо. Скануючий електронний мікроскоп (SEM) — це інструмент дослідження мікроскопічних об’єктів, винайдений у 1965 році. SEM використовує електронний промінь для сканування зразка, викликаючи вторинне випромінювання електронів, що може створити збільшене морфологічне зображення поверхні зразка. Цей тип зображення збільшено по точках і має певний порядок. Перевагою SEM є його надзвичайно висока роздільна здатність.
Поєднання технології не-рентгенівського неруйнівного контролю та технології обробки цифрових зображень може виконувати виявлення внутрішніх з’єднань у пристроях із високою-роздільністю. Agilent займає високу частку ринку з типовими продуктами, включаючи систему 5DX.
Технологія автоматичної оптичної перевірки (AOI) — це метод виявлення, заснований на оптичних принципах. Він виявляє дефекти на поверхні зразків за допомогою руху платформ прецизійних інструментів, пристроїв отримання зображень і технології цифрової обробки зображень. Його перевага полягає в тому, що швидкість виявлення висока. Обладнання AOI швидко розвивалося в Китаї в останні роки, і його можна вважати таким, що має значний ринковий потенціал. Технологія AOI отримує зображення через датчики CCD або CMOS, перетворює їх з аналогового на цифровий, передає на комп’ютер, обробляє в цифровому вигляді та порівнює зі стандартними зображеннями.
