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临界尺寸SEM（CD-SEM：临界尺寸扫描电子显微镜）是一种专用系统，用于测量在半导体晶片上形成的精细图案的尺寸。CD-SEM主要用于半导体电子设备的生产线。

与通用SEM不同的三个主要CD-SEM功能：

照射到样品的CD-SEM一次电子束具有1keV或更低的低能量。降低CD-SEM电子束的能量可以减少由于充电或电子束辐照而对样品造成的损坏。

通过最大程度地提高放大倍率校准，可以确保CD-SEM测量的准确性和可重复性。CD-SEM的测量重复性约为测量宽度的1％3σ。

晶圆上的精细图案测量是自动进行的。

测量原理:

1.CD-SEM使用SEM图像的灰度（对比度）信号。

2.首先，光标（位置指示器）指定SEM图像上的测量位置。

3.然后获得指定测量位置的线轮廓。线轮廓基本上是一个信号，指示所测特征的地形轮廓变化。

线轮廓用于获取指定位置的尺寸。CD-SEM通过计算测量区域中的像素数自动计算尺寸。

也就是说，图4-1中的图像给出了线轮廓，而线轮廓又给出了线宽。如图4-3所示，如果线横截面为梯形，则顶部和底部的宽度将不同。在这种情况下，将在配方中指定测量位置。此外，还可以指定所需的高度位置.