De halfgeleiderindustrie vereist doorgaans een efficiënte en nauwkeurige detectie van oppervlaktedefecten op wafers, waarmee effectieve defecten kunnen worden vastgelegd en real-detectie kan worden gerealiseerd. De meer algemene oppervlaktedetectietechnieken kunnen hoofdzakelijk in twee categorieën worden verdeeld: de naaldcontactmethode en de niet-contactmethode, waarbij de naaldcontactmethode de vertegenwoordiger is van de contactmethode; Contactloze methoden kunnen worden onderverdeeld in atoomkrachtmethode en optische methode. Bij specifiek gebruik kan het worden onderverdeeld in beeldvorming en niet-beeldvorming.
De naaldaanraakmethode is, zoals de naam al doet vermoeden, een oppervlaktedetectiemethode die detecteert door contact tussen de naald en het te testen materiaal, en is een van de eerste methoden in de productie-industrie. De vorm- en contourinformatie van het geteste oppervlak wordt via de stylus naar de sensor verzonden, dus de grootte en vorm van de stylus zijn bijzonder belangrijk. Volgens het detectieprincipe van de naaldaanraakmethode is het alleen mogelijk om de ware contouren van het gemeten object te detecteren wanneer de straal van de naaldpunt 0 nadert. Hoe dunner de punt van de stylus, hoe groter de druk die op het gemeten oppervlak wordt gegenereerd, en de stylus is gevoelig voor slijtage, waardoor krassen op het oppervlak van het gemeten object ontstaan. Voor gecoate oppervlakken en zachte metalen kan contactdetectie het oppervlak van het geteste monster gemakkelijk beschadigen en is deze over het algemeen niet geschikt voor gebruik.
In 1981 vonden Binnig en Rohrer de Scanning Tunneling Microscope (STM) uit. STM maakt gebruik van het kwantumtunneleffect, waarbij de naaldpunt en het oppervlak van het object als twee polen worden gemeten. Gebruik een zeer dunne naaldpunt om het oppervlak van het monster te naderen, en wanneer de afstand zeer dichtbij is, wordt een tunnelverbinding gevormd. De afstand tussen de naaldpunt en het oppervlak van het monster wordt constant gehouden, waardoor de naaldpunt in drie dimensies over het oppervlak van het monster kan bewegen. De atoomhoogte die door de naaldpunt wordt gevoeld, wordt naar de computer verzonden en na -nabewerking wordt de drie- dimensionale morfologie van het oppervlak van het geteste object verkregen. Vanwege de beperkingen van STM, concluderen Binnig et al. ontwikkelde een atomaire krachtmicroscoop (AFM) op basis van STM. AFM detecteert de aantrekking of afstoting tussen de naaldpunt en het monster, waardoor het geschikt is voor zowel geleidende als niet-geleidende materialen.
Bij het scannen van een nabij-veld-optische microscoop (SNOM) wordt gebruik gemaakt van de kenmerken van het nabije-veld nabij het oppervlak van het monster dat wordt getest om de oppervlaktemorfologie ervan te detecteren. De resolutie kan de limiet van de conventionele microscoopresolutie (λ/2) ver overschrijden.
De algemeen gebruikte methoden voor beelddetectie in de halfgeleiderindustrie omvatten momenteel automatische optische detectie, röntgendetectie, elektronenstraaldetectie, enz. Scanning-elektronenmicroscoop (SEM) is een microscopisch objectonderzoeksinstrument dat in 1965 is uitgevonden. SEM gebruikt een elektronenstraal om een monster te scannen, waardoor secundaire elektronenemissie ontstaat, die een vergroot morfologisch beeld van het monsteroppervlak kan produceren. Dit type afbeelding wordt punt voor punt uitvergroot en heeft een bepaalde volgorde. Het voordeel van SEM is de extreem hoge resolutie.
De combinatie van röntgen-niet-destructieve testtechnologie en digitale beeldverwerkingstechnologie kan hoge-resolutiedetectie van interne verbindingen in apparaten uitvoeren. Agilent heeft een hoog marktaandeel, met typische producten waaronder het 5DX-systeem.
Automatic Optical Inspection (AOI)-technologie is een detectietechniek gebaseerd op optische principes. Het detecteert defecten op het oppervlak van monsters door de beweging van precisie-instrumentplatforms, beeldacquisitieapparatuur en digitale beeldverwerkingstechnologie. Het voordeel is dat de detectiesnelheid hoog is. AOI-apparatuur heeft zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld in China en kan worden beschouwd als een aanzienlijk marktpotentieel. AOI-technologie verkrijgt beelden via CCD- of CMOS-sensoren, converteert ze van analoog naar digitaal, verzendt ze naar een computer, verwerkt ze digitaal en vergelijkt ze met standaardbeelden
