技术原理：

光学显微镜的成像原理，是利用可见光照射在试片表面造成局部散射或反射来形成不同的对比，然而因为可见光的波长高达 4000-7000埃，在分辨率 (或谓鉴别率、解像能，指两点能被分辨的最近距离) 的考虑上，自然是最差的。在一般的操作下，由于肉眼的鉴别率仅有0.2 mm，当光学显微镜的最佳分辨率只有0.2 um 时，理论上的最高放大倍率只有1000 X，放大倍率有限，但视野却反而是各种成像系统中最大的，这说明了光学显微镜的观察事实上仍能提供许多初步的结构数据。

     扫描电子显微镜/X射线能谱仪（SEM/EDS）是依据电子与物质的相互作用。当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。原则上讲，利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。SEM/EDS正是根据上述不同信息产生的机理，对二次电子、背散射电子的采集，可得到有关物质微观形貌的信息，对x射线的采集，可得到物质化学成分的信息。

电子束激发样品表面示意图

    俄歇电子能谱(AES、Auger)是一种利用高能电子束为激发源的表面分析技术. AES分析区域受激原子发射出具有元素特征的俄歇电子。
    AES电子束可以扫描一块或大或小的表面. 它也可以直接聚焦在小块表面形貌上（半导体产业经常要求这样）。聚焦电子束斑到10nm或更小的直径使得AES成为小表面形貌元素分析的非常有用的工具。此外，它能够在可调整的表面区域内栅蔽电子束从而控制分析区域的尺寸。 当用来与溅射离子源的结合时, AES能胜任大、小面积的深度剖面。 当与聚焦离子束(FIB)一起使用时,它对于截面分析是很有用的。

应用范围：
   缺陷分析 

 颗粒分析 

   表面分析 

 小面积深度剖面 
 工艺控制 
 薄膜成分分析

AES优点：
 小面积分析（30纳米） 
 良好的表面灵敏度 
 良好的深度分辨率

  X射线光电子能谱(XPS),也称为电子光谱化学分析仪(ESCA) ，用来测量定量原子组成和化学成分。 它是取样范围从表面到深度大约 50-70Å的分析技术。 或者, XPS也可用通过量化材料本体级分子进行特征化薄膜溅射深度剖面。 XPS是一种元素分析技术,提供独特的被检测元素的化学状态信息，如，测量硫元素中硫酸盐和硫化物的形式。这个过程是用单色X射线照射样品而产生散射光电子, 这些光电子释放的能量是取样范围内元素的特征。
    利用这项技术在不同领域的多种应用中帮助客户研发以及发展工艺:
• 测量表面成分及化学状态信息
• 描述清洁过程 
• 分析粉末和碎片的主成分 
• 有机材料、无机材料、污点、残留物的表面分析，识别污染源 
• 识别和量化表面变化前后聚合物的功能性检测 
• 测量硬盘上的润滑剂厚度 
• 为材料本体水平元素获取薄膜(导电的和非导电的)深度剖面
• 薄膜氧化物厚度测量（SiO2, Al2O3 等.）或估算两个样品氧化层厚度的不同
• 检测极限通常在~ 0.01 %，最小的分析面积是~10 µm

    二次离子质谱分析技术(SIMS)是用来检测低浓度掺杂剂和杂质的分析技术。 它可以提供范围在数埃至数十微米内的元素深度分布。SIMS是通过一束初级离子来溅射样品表面。二次离子在溅射过程中形成并被质谱仪提取分析. 这些二次离子的浓度范围可以高达被分析物本体水平或低于ppm痕量级以下。
    SIMS可帮助客户解决产品研发、质量控制、 失效分析、故障排除和工艺监测中的问题。 

二次离子激发示意图

飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)

    TOF-SIMS（Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry）采用一次的脉冲离子源激发固体表面的原子和分子基团脱附或离化。所产生的二次离子被加速到在质谱仪中，并按照从样品到检测器的飞行时间而分离。细聚焦的离子束在样品表面扫描形成成分图。深度分布用离子束将材料表面一层层除去的同时分析该层的质谱图而构建。

典型图谱：

表面痕量元素分析

X射线荧光分析(XRF)

    X射线荧光分析(XRF)是一种用于量化固态和液态样品的元素组成的非破坏性的技术。X射线被用于激发样品上的原子，使之放射出带有存在的每种元素能量特征的X射线。然后测量这些X射线的能量及强度。XRF能够探测浓度范围从PPM到100% 的Na-U元素。通过使用适当的参考标准, XRF可以准确的量化固态和液态样品的元素组成。 通过使用适当的参考标准, XRF可以准确的量化固态和液态样品的元素组成。