知識星球（星球名：芯片制造與封測技術(shù)社區(qū)，點擊加入）里的學(xué)員問：晶圓廠中，X射線可以應(yīng)用在X-Ray，XRD，XRF，XPS，這四種設(shè)備各有什么作用和區(qū)別嗎？

X-Ray、XRD、XRF、XPS雖然它們都用 X 光源，但原理、檢測對象和應(yīng)用目的截然不同。

X-Ray（CT）原理：運用的是X射線的透射原理：X 射線穿透樣品時，會根據(jù)樣品內(nèi)部密度、厚度、材料組成不同而發(fā)生不同程度的吸收。探測器記錄 X 射線通過樣品后的強(qiáng)度變化，形成影像。

作用：無損檢測，可看到芯片封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)。不能得出元素組成，只看結(jié)構(gòu)形貌、斷裂、偏移；可做 2D 或 3D 重建（CT 掃描）。

XRD（X-ray Diffraction，X射線衍射）

原理：利用布拉格衍射原理，X 射線照射到晶體面上發(fā)生彈性散射；當(dāng)滿足衍射條件時，會在特定角度形成峰值信號；分析峰位和強(qiáng)度可得知材料的晶體結(jié)構(gòu)、取向、應(yīng)力、缺陷等信息。

作用：判斷晶體是否存在、是否定向排列；測量晶格常數(shù)、應(yīng)力、晶粒大小；檢測外延層是否與底層晶格匹配等。非破壞性，可用于薄膜、多晶、單晶材料分析。

XRF（X-ray Fluorescence，X射線熒光光譜）

原理：X射線轟擊樣品原子 → 激發(fā)出內(nèi)層電子 → 原子處于激發(fā)態(tài)（有空位）?→外層電子躍遷到內(nèi)層空位，釋放多余能量?→ 發(fā)出特征能量的二次X射線（熒光）。

每種元素發(fā)射的熒光能量不同 → 可用于定性和定量分析元素組成。

作用：快速識別樣品中的元素種類與含量（≥ppm級）；測金屬層厚度等。非破壞性。

XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy，X射線光電子能譜）

原理：X 射線照射樣品時，光電效應(yīng)將材料內(nèi)層電子擊出；測量電子的動能后，根據(jù)能量守恒計算電子的束縛能；束縛能是元素特征值 → 得出元素種類、化學(xué)態(tài)和結(jié)合狀態(tài)。作用：測量任何表面上最上層的 50-60 個原子，5-10 納米的元素組成。具有破壞性。

免費加入半導(dǎo)體行業(yè)細(xì)分群：光刻，鍍膜，cmp，濕法，封裝，干刻，外延等，便于技術(shù)交流。添加Tom聯(lián)系方式，拉進(jìn)群。