Przemysł półprzewodników generalnie wymaga wydajnego i dokładnego wykrywania defektów powierzchni płytek, które umożliwia wykrycie skutecznych defektów i wykrywanie-w czasie rzeczywistym. Bardziej powszechne techniki wykrywania powierzchni można głównie podzielić na dwie kategorie: metodę kontaktu z igłą i metodę bezdotykową-, przy czym metoda kontaktu z igłą jest reprezentatywna dla metody kontaktowej; Metody bezkontaktowe można podzielić na metodę sił atomowych i metodę optyczną. W konkretnym zastosowaniu można je podzielić na obrazowe i nieobrazowe.
Metoda dotyku igłą, jak sama nazwa wskazuje, jest metodą wykrywania powierzchni, która wykrywa kontakt igły z badanym materiałem i jest jedną z najwcześniejszych metod w przemyśle wytwórczym. Informacje o kształcie i konturze badanej powierzchni przekazywane są do czujnika za pośrednictwem rysika, dlatego szczególnie ważny jest rozmiar i kształt rysika. Zgodnie z zasadą detekcji metody dotykowej igłą, prawdziwy kontur mierzonego obiektu można wykryć dopiero wtedy, gdy promień końcówki igły zbliża się do 0. Jednak im cieńsza końcówka igły, tym większy nacisk wytwarzany na mierzoną powierzchnię, a rysik jest podatny na zużycie, zarysowanie powierzchni mierzonego obiektu. W przypadku powierzchni powlekanych i miękkich metali wykrywanie kontaktu może łatwo uszkodzić powierzchnię badanej próbki i generalnie nie nadaje się do zastosowania.
W 1981 roku Binnig i Rohrer wynaleźli skaningowy mikroskop tunelowy (STM). STM wykorzystuje efekt tunelowania kwantowego, w którym końcówka igły i powierzchnia obiektu są mierzone jako dwa bieguny. Za pomocą bardzo cienkiej końcówki igły zbliż się do powierzchni próbki, a gdy odległość będzie bardzo mała, utworzy się złącze tunelowe. Odległość pomiędzy końcówką igły a powierzchnią próbki jest stała, co pozwala końcówce igły poruszać się w trzech wymiarach po powierzchni próbki. Wysokość atomowa wyczuwalna przez końcówkę igły jest przesyłana do komputera, a po-przetworzeniu końcowym uzyskuje się trójwymiarową-morfologię powierzchni badanego obiektu. Ze względu na ograniczenia STM Binnig i in. opracował mikroskop sił atomowych (AFM) oparty na STM. AFM wykrywa przyciąganie lub odpychanie pomiędzy końcówką igły a próbką, dzięki czemu nadaje się zarówno do materiałów przewodzących, jak i nieprzewodzących.
Skaningowy mikroskop optyczny bliskiego pola (SNOM) wykorzystuje charakterystykę-pola bliskiego w pobliżu powierzchni badanej próbki do wykrywania morfologii jej powierzchni. Jego rozdzielczość może znacznie przekraczać granicę rozdzielczości konwencjonalnego mikroskopu (λ/2).
Powszechnie stosowane metody wykrywania obrazu w przemyśle półprzewodników obejmują obecnie automatyczną detekcję optyczną, detekcję promieni X-, detekcję wiązki elektronów itp. Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) to narzędzie do badania obiektów mikroskopowych wynalezione w 1965 roku. SEM wykorzystuje wiązkę elektronów do skanowania próbki, powodując wtórną emisję elektronów, która może dać powiększony obraz morfologii powierzchni próbki. Obraz tego typu jest powiększany punkt po punkcie i ma określoną kolejność. Zaletą SEM jest niezwykle wysoka rozdzielczość.
Połączenie technologii-nieniszczących-badań rentgenowskich z technologią cyfrowego przetwarzania obrazu umożliwia wykrywanie-wewnętrznych połączeń w urządzeniach w wysokiej rozdzielczości. Agilent ma duży udział w rynku, a typowe produkty obejmują system 5DX.
Technologia automatycznej kontroli optycznej (AOI) to technika wykrywania oparta na zasadach optycznych. Wykrywa defekty na powierzchni próbek poprzez ruch precyzyjnych platform instrumentów, urządzeń do akwizycji obrazu i technologii cyfrowego przetwarzania obrazu. Jego zaletą jest duża szybkość wykrywania. W ostatnich latach sprzęt AOI szybko się rozwinął w Chinach i można uznać, że ma znaczny potencjał rynkowy. Technologia AOI uzyskuje obrazy za pomocą czujników CCD lub CMOS, konwertuje je z sygnału analogowego na cyfrowy, przesyła do komputera, przetwarza je cyfrowo i porównuje ze standardowymi obrazami
