摩爾定律在接下來二十年的演進有兩大趨勢，第一是光刻密度持續縮放，在檢測與量測上對解析度的要求更高。第二是 2.5 及 3D 縮放之使用漸增，在檢測與量測上對高縱橫比/深寬比之要求更高。在操作上，電子槍射出電子束，陽極加促電子束，聚焦鏡校準電子束，物鏡將光束聚焦於樣本上，缺陷掃描線圈光柵將聚焦的電子束於樣本上掃描，偵測器從樣本上蒐集發散出來的訊號，影像顯示系統將訊號及掃描的位置同步，以產生影像。

電子束可用於：量測、電壓對比缺陷檢測、及物理缺陷檢測。電子束檢測本為高解析度，高捕捉率，能持續地維持平穩表現。晶圓的缺陷必須被找出來並根除，電子束檢測能挖掘出光學檢測系統無法偵測之缺陷，對提高裸晶之良率極為重要。電子束能於廣泛的衝擊能量（landing energy）範圍裡，以高解析度來檢測晶圓表面及隱於 3D 立體結構裡之物理缺陷。電子束電壓對比檢測唯一能檢測出電壓缺陷之可行方法。

在電子束檢測系統裡，電子束於產生後，會撞擊到裸晶表面。電子束散佈於裸晶表面，反彈回偵測器，使其偵測到缺陷。相對於光學檢測，電子束檢測的敏感程度更高，能偵測到光學檢測無法發掘的缺陷。電子束系統產生兩種電子，次級電子或反向散射（backscattered）電子，來偵測缺陷。次級電子為低能量電子，從樣本上反彈回來，提供表面資訊。反向散射電子則深深地滲透進樣本。系統需求包含：（1）高真空，讓電子無障礙地行旅；（2）高電壓/伏特數：從來源處吸引電子，並加速其行旅。