半導(dǎo)體器件的性能和穩(wěn)定性很大程度上受表面的微觀(guān)狀態(tài)影響，在切割、研磨、拋光以及各種化學(xué)試劑處理等工序下，器件表面的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大變化，所以幾乎每一個(gè)半導(dǎo)體工藝之后都需要專(zhuān)用的檢測(cè)設(shè)備觀(guān)察或測(cè)量半導(dǎo)體器件的微觀(guān)形貌。半導(dǎo)體工藝中對(duì)掃描電子顯微鏡的需求主要有兩大方向：一是發(fā)揮其放大功能，對(duì)IC器件的正面結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；二是利用其剖面分析功能，并與樣品制備技術(shù)有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)地分析IC工藝及器件的剖面復(fù)合結(jié)構(gòu)，為生產(chǎn)及研發(fā)提供其他測(cè)試分析儀器所無(wú)法提供的直接測(cè)量。掃描電子顯微鏡（SEM）主要是利用二次電子信號(hào)成像來(lái)觀(guān)察樣品的表面形態(tài)，即用極細(xì)的電子束去掃描樣品，通過(guò)探測(cè)由入射電子轟擊樣品表面激發(fā)出來(lái)的電子信號(hào)，達(dá)到對(duì)物質(zhì)微觀(guān)形貌的表征。掃描電子顯微鏡可以觀(guān)察到半導(dǎo)體材料的形貌特征，也可以通過(guò)觀(guān)察材料在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生的形變，判斷其對(duì)應(yīng)的循環(huán)保持能力。

硅片表面污染常常是影響微電子器件生產(chǎn)質(zhì)量的嚴(yán)重問(wèn)題。掃描電鏡可以檢查和鑒定污染的種類(lèi)、來(lái)源，以幫助進(jìn)行污染溯源，如果配備 X 射線(xiàn)能譜儀，在觀(guān)察形態(tài)的同時(shí)，可以分析污染物的主要元素成分。同時(shí)，使用掃描電鏡還可以檢查硅片表面殘留的涂層或均勻薄膜，也能顯示其異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

掃描電鏡可以對(duì)器件的尺寸和一些重要的物理參數(shù)進(jìn)行分析，如結(jié)深、耗盡層寬度，少子壽命、擴(kuò)散長(zhǎng)度等，對(duì)器件的設(shè)計(jì)、工藝進(jìn)行修改和調(diào)整。掃描電鏡二次電子像可以分析器件的表面形貌，結(jié)合縱向剖面解剖和腐蝕，可以確定 PN 結(jié)的位置和深度。利用掃描電鏡束感生電流工作模式，可以得到器件結(jié)深、耗盡層寬度、MOS 管溝道長(zhǎng)度，還能測(cè)量擴(kuò)散長(zhǎng)度、少子壽命等物理參數(shù)。

半導(dǎo)體器件失效分析就是通過(guò)對(duì)失效器件進(jìn)行各種測(cè)試和物理、化學(xué)、金相試驗(yàn)，確定器件失效模式，分析造成器件失效的物理和化學(xué)過(guò)程 ，尋找器件失效原因。大部分器件的失效與金屬化有關(guān)，如臺(tái)階斷鋁、鋁腐蝕、金屬膜劃傷等。掃描電鏡是失效分析和可靠性研究中最重要的分析儀器，可觀(guān)察研究金屬化層的機(jī)械損傷、金屬化裂縫和化學(xué)腐蝕等問(wèn)題。

掃描電鏡在半導(dǎo)體行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，作為大規(guī)模集成電路前道檢測(cè)設(shè)備，它是提高產(chǎn)線(xiàn)良率、降低生產(chǎn)成本的重要保障。中科科儀多年來(lái)一直致力于掃描電子顯微鏡產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)和技術(shù)升級(jí)，于1975年成功研制我國(guó)第一臺(tái)掃描電鏡，2014年成功研制我國(guó)第一臺(tái)場(chǎng)發(fā)射槍掃描電鏡，目前分辨率優(yōu)于1nm，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。