โดยทั่วไป อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ต้องการการตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวบนแผ่นเวเฟอร์ที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำ ซึ่งสามารถจับข้อบกพร่องที่มีประสิทธิภาพและบรรลุการตรวจจับแบบเรียลไทม์- เทคนิคการตรวจจับพื้นผิวทั่วไปแบ่งได้เป็นสองประเภทหลักๆ ได้แก่ วิธีการสัมผัสด้วยเข็ม และวิธีสัมผัสแบบไม่- โดยวิธีการสัมผัสด้วยเข็มเป็นตัวแทนของวิธีการสัมผัส วิธีการแบบไม่สัมผัสสามารถแบ่งออกเป็นวิธีแรงอะตอมและวิธีออปติคอล ในการใช้งานเฉพาะสามารถแบ่งได้เป็นภาพและไม่ใช่ภาพ
วิธีการสัมผัสเข็มตามชื่อ คือ วิธีการตรวจจับพื้นผิวที่ตรวจจับโดยการสัมผัสระหว่างเข็มกับวัสดุที่กำลังทดสอบ และเป็นหนึ่งในวิธีการแรกสุดในอุตสาหกรรมการผลิต ข้อมูลรูปร่างและรูปร่างของพื้นผิวที่ทดสอบจะถูกส่งไปยังเซ็นเซอร์ผ่านสไตลัส ดังนั้นขนาดและรูปร่างของสไตลัสจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ ตามหลักการตรวจจับของวิธีการสัมผัสด้วยเข็ม จะสามารถตรวจจับรูปร่างที่แท้จริงของวัตถุที่วัดได้เมื่อรัศมีของปลายเข็มเข้าใกล้ 0 เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยิ่งปลายของสไตลัสบางลง แรงกดดันที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวที่วัดก็จะยิ่งมากขึ้น และสไตลัสมีแนวโน้มที่จะสึกหรอ ทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดได้ สำหรับพื้นผิวเคลือบและโลหะอ่อน การตรวจจับการสัมผัสอาจทำให้พื้นผิวของตัวอย่างที่ทดสอบเสียหายได้ง่าย และโดยทั่วไปไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน
ในปี 1981 Binnig และ Rohrer ได้คิดค้น Scanning Tunneling Microscope (STM) STM ใช้เอฟเฟกต์อุโมงค์ควอนตัม โดยวัดปลายเข็มและพื้นผิวของวัตถุเป็นสองขั้ว ใช้ปลายเข็มบางมากเพื่อเข้าใกล้พื้นผิวของตัวอย่าง และเมื่อระยะห่างอยู่ใกล้มาก จะเกิดทางแยกอุโมงค์ ระยะห่างระหว่างปลายเข็มและพื้นผิวของตัวอย่างจะคงที่ ทำให้ปลายเข็มสามารถเคลื่อนที่เป็นสามมิติบนพื้นผิวของตัวอย่างได้ ความสูงของอะตอมที่สัมผัสได้จากปลายเข็มจะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ และหลังจาก-การประมวลผลภายหลัง จะได้ลักษณะทางสัณฐานวิทยาสามมิติ-ของพื้นผิวของวัตถุที่ทดสอบ เนื่องจากข้อจำกัดของ STM Binnig และคณะ พัฒนากล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) โดยใช้ STM AFM ตรวจจับแรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่างปลายเข็มกับชิ้นงานทดสอบ ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุทั้งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้า-
การสแกนกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้ (SNOM) ใช้ลักษณะของสนามใกล้-ใกล้กับพื้นผิวของตัวอย่างที่กำลังทดสอบเพื่อตรวจจับสัณฐานวิทยาของพื้นผิว ความละเอียดของมันอาจเกินขีดจำกัดของความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ทั่วไปได้อย่างมาก (แล/2)
วิธีการตรวจจับด้วยภาพที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบัน ได้แก่ การตรวจจับด้วยแสงอัตโนมัติ การตรวจจับรังสีเอกซ์- การตรวจจับลำแสงอิเล็กตรอน ฯลฯ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เป็นเครื่องมือวิจัยวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ประดิษฐ์ขึ้นในปี 1965 SEM ใช้ลำอิเล็กตรอนในการสแกนตัวอย่าง ทำให้เกิดการปล่อยอิเล็กตรอนทุติยภูมิ ซึ่งสามารถสร้างภาพทางสัณฐานวิทยาที่ขยายใหญ่ขึ้นของพื้นผิวตัวอย่างได้ รูปภาพประเภทนี้จะถูกขยายทีละจุดและมีลำดับที่แน่นอน ข้อดีของ SEM คือความละเอียดสูงมาก
การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการทดสอบแบบไม่ทำลายรังสีเอกซ์-และเทคโนโลยีการประมวลผลภาพดิจิทัลสามารถดำเนินการตรวจจับการเชื่อมต่อภายในในอุปกรณ์ที่มีความละเอียดสูง-ได้ Agilent มีส่วนแบ่งการตลาดสูง โดยมีผลิตภัณฑ์ทั่วไปรวมถึงระบบ 5DX
เทคโนโลยีการตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ (AOI) เป็นเทคนิคการตรวจจับตามหลักการทางแสง โดยจะตรวจจับข้อบกพร่องบนพื้นผิวของตัวอย่างผ่านการเคลื่อนที่ของแท่นเครื่องมือที่มีความแม่นยำ อุปกรณ์รับภาพ และเทคโนโลยีการประมวลผลภาพดิจิทัล ข้อดีของมันคือความเร็วในการตรวจจับที่รวดเร็ว อุปกรณ์ AOI ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศจีนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และถือได้ว่ามีศักยภาพทางการตลาดอย่างมาก เทคโนโลยี AOI รับภาพผ่านเซ็นเซอร์ CCD หรือ CMOS แปลงภาพจากแอนะล็อกเป็นดิจิทัล ส่งภาพไปยังคอมพิวเตอร์ ประมวลผลภาพแบบดิจิทัล และเปรียบเทียบกับภาพมาตรฐาน
