半導(dǎo)體工業(yè)對(duì)于晶圓表面缺陷檢測(cè)的要求，一般是要求高效準(zhǔn)確，能夠捕捉有效缺陷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)。較為普遍的表面檢測(cè)技術(shù)主要可以分為兩大類：針接觸法和非接觸法，接觸法以針觸法為代表;非接觸法又可以分為原子力法和光學(xué)法。在具體使用時(shí)，又可以分為成像的和非成像的。針觸法顧名思義是通過(guò)觸針與被檢材料的接觸來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，是制造業(yè)中比較早的表面檢測(cè)方法。被測(cè)表面的形狀輪廓信息是通過(guò)觸針傳遞給傳感器的，所以觸針的大小和形狀就顯得尤其重要。按照針觸法的檢測(cè)原理，針尖的半徑趨近于 0才有可能檢測(cè)到被測(cè)物真實(shí)的輪廓。但是觸針的針尖越細(xì)，被測(cè)表面產(chǎn)生的壓力也會(huì)越大，觸針容易受到磨損，劃傷被測(cè)物表面。對(duì)于鍍膜表層和軟質(zhì)金屬，接觸式檢測(cè)容易損傷被測(cè)樣品表層，一般是不可使用的。1981 年 Binnig 和 Rohrer 等發(fā)明了掃描隧道顯微鏡(STM)。STM 的利用量子隧道效應(yīng)，針尖和被測(cè)物體表面作為兩極。用極細(xì)的針尖去接近樣品表面，當(dāng)距離很近的時(shí)候，形成隧道結(jié)。

針尖與樣品表面的距離保持恒定，使針尖在樣品的表面進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)，將針尖感覺(jué)到的原子高度傳入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)過(guò)后期處理就得到被測(cè)物品表面的三維形貌。 由于 STM 的使用有其局限性，Binnig 等人在 STM 基礎(chǔ)上又研制了原子力顯微鏡(AFM)。AFM 檢測(cè)針尖和試件之間的吸引或排斥力，所以可用于導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料。 掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(SNOM)是利用被測(cè)樣品表面附近近光場(chǎng)的特性，來(lái)探測(cè)其表面形貌。其分辨率可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)顯微鏡分辨率的限制(λ/2)。目前半導(dǎo)體工業(yè)中常用的成像檢測(cè)方法主要包括自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)、X 射線檢測(cè)、電子束檢測(cè)等。掃描電子顯微鏡(SEM)是 1965 年發(fā)明的顯微物體研究工具。SEM是用電子束去掃描樣品，造成樣品的二次電子發(fā)射，二次電子能夠產(chǎn)生樣品表面放大的形貌像。這種圖像是逐點(diǎn)成像放大，有一定的順序。SEM 的優(yōu)點(diǎn)是分辨率極高。X 射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合，可以對(duì)器件內(nèi)部連線進(jìn)行高分辨率檢測(cè)。安捷倫的市場(chǎng)占有率較高，典型產(chǎn)品有 5DX 系統(tǒng)。 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)技術(shù)是一種基于光學(xué)原理的檢測(cè)技術(shù)，它通過(guò)精密儀器平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)、圖像采集裝置結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)樣品表面的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度較快。AOI 設(shè)備是近幾年在國(guó)內(nèi)發(fā)展比較迅速，算得上比較有市場(chǎng)潛力。AOI 技術(shù)是通過(guò) CCD 或 CMOS 傳感器獲得圖像，模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)數(shù)字圖像處理，將其與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)比。