OCD（Optical Critical Dimension：光学的臨界寸法計測）は、回折格子状のパターン（スキャトロメトリーターゲット）に光を照射し、回折スペクトルの角度・波長依存性を解析してパターンの3次元形状（CD・側壁角度・フィルム厚）を非破壊で計測する手法です。CD-SEMがパターン上面を観察するのに対し、OCDは断面形状を含む3次元プロファイルを一度に取得できる点が大きな特長です。
OCD計測の原理は、周期パターンへの光照射により生じる回折光の偏光・強度スペクトルが、パターン形状・寸法に固有に依存することを利用します。実測スペクトルとライブラリ（事前に計算したシミュレーションスペクトル集）または機械学習モデルを照合し、最も一致する形状パラメータを逆推定（インバースモデリング）します。測定速度（数秒/点）・繰り返し精度（σ＜0.1nm）が優れており、量産ラインの高頻度インライン計測に適しています。
FinFET・GAA構造の3次元形状評価、EUVリソグラフィ後の微細パターン（ピッチ16nm以下）の管理、多層CMPの膜厚スタック計測など、先端ノードで多用途に使われます。OCD計測データはAPC（先進プロセス制御）システムと統合され、露光・エッチング・CMP工程へのフィードバックに活用されます。主要装置メーカーはKLA（SpectraShape系）、Onto Innovation（Nova ONOX）、Novaなどで、KLAが市場をリードしています。