هدف از این آزمایشات درصد مواد مختلف به کار رفته در ویفر از جمله ناخالصی ها، اکسید، فلز و… می باشد. روش های مرسوم این نوع ارزیابی عبارت اند از:

1-تحلیل فعال سازی نوترونی

2-آنالیز میکروپروب الکترونی
 
فعال سازی نوترونی و آنالیز میکروپروب الکترونی در ارزیابی شیمیایی

 
3-طیف بینی الکترون اوژه

4-طیف سنجی الکترونی

5-طیف سنجی جرم یون ثانویه

6-طیف سنجی پراکندگی به عقب رادرفورد

که در ادامه به بررسی دو مورد اول آن می پردازیم و در مطالب بعدی به ادامه بحث خواهیم پرداخت.

 

1-تحلیل فعال سازی نوترونی

NAA یک روش هسته ای است که جهت تشخیص تمرکز المان ها در ویفر مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش نمونه ها با نوترون ها بمباران شده و باعث می شود ایزوتروپ عنصرهای رادیواکتیو ساخته شود. توسط انتشار رادیواکتیو و مسیر فروپاشی هر عنصر که مختص آن است، می توان نوع آن را تشخیص داد.

درواقع از روی انرژی تشعشع شده نهایی می توان حضور اتم های مختلف را تشخیص داد.

محدودیت این روش در عدم تشخیص باند بین اتم ها می باشد. از طرف دیگر، این روش تنها اطلاعات راجع به لایه های سطحی و در واقع تنها نوع اتم های موجود را مشخص می کند، جهت اطلاعات عمقی لازم است زدایش لایه های رویی صورت گیرد تا اطلاعات دقیق تری نیز بدست آوریم.

روش های دیگر که اطلاعات عمقی را مهیا می سازد استفاده از اشعه X و یا الکترون می باشد.

 

2-آنالیز میکروپروب الکترونی

EMPA یک روش محاسباتی جهت تشخیص ترکیب شیمیایی در حجم کوچکی از یک ماده جامد مانند ویفر می باشد. در این روش نمونه توسط الکترون ها متمرکز شده بمباران می شود. در اثر برخورد الکترون ها با عناصر مختلف، اشعه X با طول موج و انرژی مشخصص خارج می شود. درواقع این طول موج و انرژی، مشخص کننده نوع ناخالصی و اتم برخوردی داخل ویفر می باشد.

جهت اندازه گیری انرژی اشعه X از Energy Dispersive Spectroscopy استفاده می شود. در این روش ویفر سیلیکان در گرایش معکوس قرار گرفته و در اثر تاباندن اشعه X، الکترون و حفره های تولید شده و جریان تولید می شود. از آنجایی که این جریان رابطه ی مستقیم با انرژی اشعه X دارد، با اندازه گیری آن می توان انرژی را نیز بدست آورد.

انرژی اشعه X در حدود چندصد الکترون ولت و لذا جریانی با مقدار بالا خواهیم داشت.

جهت اندازه گیری طول موج اشعه نیز از روش Crystal Diffraction Spectroscopy استفاده می شود که اساس آن روش، تداخل می باشد.

درواقع تقاط تاریک روشنی که براساس تابش اشعه X به صفحه تصویر ایجاد می کنند، طول موج را مشخص می کنند.