Verdict結論
電子束檢測與光學檢測最大的差異在於「解析度與產能的取捨」。電子束檢測可檢出數nm～次奈米級的微小缺陷，還能透過Voltage Contrast檢出導線斷路／短路等電性缺陷，但每1片的檢測時間較長。光學檢測雖受光的繞射極限（數十nm以上）限制，但產能高，適合量產線的全數線上檢測。先進節點普遍採用兩者並用的混合運作方式。
主要差異
| 比較項目 | 電子束檢測（E-beam） | 光學檢測（Optical） |
|---|---|---|
| 檢測原理 | 分析電子束掃描所得的二次電子、背向散射電子影像 | 分析可見光～DUV雷射光的散射、反射與繞射 |
| 解析度 | 非常高（可檢出數nm～次奈米級微小缺陷） | 取決於光的繞射極限（以數十nm以上為主） |
| 產能 | 低（每1片檢測時間長） | 高（適合量產線上全數檢測） |
| 擅長的缺陷 | 微小物理缺陷＋電性缺陷（以Voltage Contrast檢出空洞、斷路／短路） | 以微粒、圖形缺陷、異物等物理缺陷為主 |
| 環境需求 | 必須高真空（電子光學系統） | 可在大氣中檢測（設備結構較單純） |
| 代表應用 | 先進節點研發、良率分析、物理失效分析 | 量產線的全數線上缺陷監控 |
| 成本、CoO | 設備昂貴且產能低，CoO高 | 產能高，量產時的檢測效率佳 |
| 代表設備廠商 | KLA、日立高新技術、應用材料 | KLA（2900／39xx系列）、應用材料 |
全數監控用光學，熱點深入分析用電子束
在實際量產線上，已普遍採用「混合運作」：以高產能的光學檢測快速監控整片晶圓，只針對缺陷頻發的層或熱點，以電子束檢測進行精密分析。光學檢測廣泛找出「缺陷在哪裡」，電子束檢測則判斷「該缺陷是否致命（是否影響電性）」，彼此分工。尺寸量測（CD）由CD-SEM負責，膜厚與輪廓由OCD（散射量測）負責，共同構成檢測、量測設備群。
EUV時代的檢測課題與Voltage Contrast
隨著EUV微影的微縮化，及早檢出隨機（stochastic）產生的微小缺陷，以及導線斷路／短路等電性缺陷變得愈發重要。電子束檢測的強項在於可藉由Voltage Contrast（電位對比），從影像明暗以非破壞方式呈現導通不良。光罩方面，則由光化檢測（actinic inspection）以實際波長13.5nm檢測EUV光罩缺陷。詳情請參閱缺陷檢測、晶圓檢測的術語頁面。
常見問題
電子束檢測與光學檢測哪一種精度較高？
在解析度（可檢出缺陷的大小）方面，電子束檢測遠遠勝出，可捕捉數nm級微小缺陷乃至電性缺陷。另一方面，在產能（檢測速度）上光學檢測大幅領先，適合量產時的全數檢測。與其說孰優孰劣，不如說是解析度靠電子束、速度靠光學的分工。
CD-SEM與電子束檢測有何不同？
CD-SEM是量測特定位置尺寸（Critical Dimension）的「量測」設備，電子束檢測則是掃描晶圓大範圍以找出缺陷有無與位置的「檢測」設備。兩者都使用電子束，但目的（尺寸量測 vs 缺陷檢出）與掃描範圍不同。
檢測設備的主要廠商有哪些？
科磊（KLA）在光學檢測與電子束檢測兩方面都擁有全球最高市占。電子束／SEM方面以日立高新技術見長，EUV光罩的光化檢測則以Lasertec具優勢。缺陷複檢SEM方面，應用材料也相當有力。