AFM（Atomic Force Microscopy：原子間力顕微鏡）は、先端を尖らせた微小な探針（プローブ）で試料表面をなぞり、探針と表面の間に働く原子間力を検出して、ナノメートル分解能の三次元的な凹凸（表面形状）を測定する装置です。電子顕微鏡と違い真空を必要とせず、絶縁体・導体を問わず測定できます。
測定モードには、探針を接触させて走査するコンタクトモードや、探針を振動させて間欠的に接触させるタッピングモードなどがあります。これにより、表面ラフネス、段差（ステップ）高さ、CMP後の平坦性、微小な欠陥や粒子などを定量的に評価できます。
半導体での用途は、CMP後のウェハ表面のラフネスやディッシング・エロージョンの評価、薄膜の表面粗さ（ラインエッジラフネスにも関連）、各種薄膜・パターンの段差測定などです。横方向の分解能はSEMに譲る一方、高さ方向の分解能と定量性に優れます。
装置はBruker・Park Systems・日立ハイテクなどが知られます。SEMやTEMが形状・内部構造を見るのに対し、AFMは表面の三次元プロファイルを非破壊で定量できる点が強みです。cmpやsem、defect-inspectionの項とあわせて、表面評価・計測の役割が理解できます。