总体表面特征
原子力显微镜
有些测量技术是多用户的，如扫描电镜。在某一范围内，一项新的技术是原子力显微镜（AFM)。它是一个观测表面形貌机器，能够让一个精密的平衡探针扫过表面（参见下图）。探针和表面分离很小（大约2Å）以至于表面和探测材料之间的原子力能影响到实际探测。探针在品圆上移动时，精密的电子系统能测试探针的位置，所以可以绘制出表面的三维图像（参见下图）。
原子力显微镜敏感度在1Å范围内，并能在接触和非接触模式下实现操作。第一个原子力显微镜产品于10年问世，它的投影仪图成为其检测宝库中不可缺少的一部分。原子力显微镜的特性包括：表征颗粒尺寸、探测颗粒、测量表面粗糙度，以及提供所有三维关键尺寸测量。一种创新的用法是原子力显微镜探针和光学显微镜物镜相结合。
散射仪
在快速、精确和非毁坏性的表面检测机器研究过程中，产生了散射仪(scatteromtry)度量衡学。光学系统的精确性受光波波长的限制。大致地，尺．中小于使用光线波长的颗粒和表面特征不能被探测到。然而·散射的光束能够给出小于波长的表面特征信息。一个散射仪系统能将晶圆置于屏幕曲率中心（参见下图）。一入射激光束在镜片表面进行扫描并被反射，而且经晶圆表面散射后的散射束将打到屏幕上。一种带有微处理器的照相机会捕获屏幕上的图像并重显表面以在屏幕上生成精确的图案。像原子力显微镜一样，这项技术在测量颗粒尺寸、轮廓和关键尺寸方面也有很大的潜力。它还能够测量未显影的光刻胶的潜影和表征相移掩模版。
污染认定
推进0．18m技术时代要求对晶圆表面上（或淀积层上）的污染提供更多更细的信息。关于污染的类型，形态，数量和其他数据对保持清洁的工艺与产品是必要的。在这一部分，会介绍用于收集这些数据的仪器。整体来讲，所有这些机器是基于同样的原则：当表面被能量激活，将有能量发出，这些能量发出将有反映进人能量波与品圆表面材料的相互作用的特征。
俄歇电子谱（AES）
在扫描电镜中，二次电子的范围（波谱）是通过激发电子束得到的。其中部分波谱是从距表面几个纳米的地方释放的。这些电子，是大家熟知的俄歇电子(Augerelectron)，有释放它们的元素的能量特征。因此，钠和氯分别释放不同的俄歇电子。
俄歇电子的收集和解释能对包括污染物在内的表面材料进行表征。在操作过程中，电子束扫描整个晶圆表面，然后对释放的俄歇电子借助其波长大小，进行能量分析并得到“波长一能量”的二维曲线羊y（参见下图）。每一具体波长所对应的能量峰值将显示其表面存在的具体元素。
扫描俄歇微量分析（SAM）对元素的表征有其局限性。这一技术不能表征元素的化学状态，可能和其他什么元素结合，以及其表面存在的数量。例如，食盐（NaCl）沾污仅表征在表面有钠和氯的存在。
