AFM可以測量表面形貌、3D尺寸和幾何形狀，水平表面輪廓和垂直側壁形狀輪廓。測量區(qū)域可以在很小(<50μm)或很長(<10cm)的范圍內。采用小比例AFM模式，可測量的變量有高度或深度、線寬、線寬變化、線邊緣粗糙度、間距、側壁角度、側壁粗糙度、橫截面輪廓、和表面粗糙度。在長范圍(Profiler模式)，AFM用于CMP工藝總體表面形貌輪廓的測量。

　　AFM測量的優(yōu)點

　　除AFM以外，CDSEM、橫截面SEM(X-SEM),TEM、DualBeam、光學散射測量、光學輪廓儀和探針輪廓儀均為已有的表征和監(jiān)控工藝尺寸的測量方法。通常認為值得信任的3D尺寸分析方法應該是X-SEM或TEM，但是X-SEM或TEM的主要障礙是樣品制備、機臺操作、時間以及費用。X-SEM和TEM會破壞硅片，并且只能性的切入特征區(qū)域。TEM不能在光刻膠上工作。CDSEM會導致光刻膠吸收電荷、收縮、甚至損傷光刻膠，CDSEM幾乎無法提供3D形狀信息。光學散射測量具有快速和準確的特點，但是只能在特殊設計的結構上工作，并且無法提供LER和LWR數(shù)據(jù)。為特定的薄膜結構發(fā)展一套可靠的散射測量數(shù)據(jù)庫通常是非常困難并且耗時的?？臻g分辨率和光斑尺寸會限制X射線、光學厚度、或形貌測定儀器的應用。

　　由于AFM的獨特特性，使得它與其它測量技術相比具有更明顯的優(yōu)勢。AFM可以在非真空環(huán)境中工作。它是一種表面力感應的顯微鏡，所以它可以提供非破壞性的，直接的3D測量，勝于模擬、模型、或者推斷。AFM可以快速的檢查橫截面輪廓或表面形貌，以便檢測出尺寸是否在規(guī)格內，而不需像TEM一樣破壞制品。AFM沒有光斑尺寸限制，并且在CMP平坦化應用方面，它比光學或探針輪廓儀具有更高的分辨率。