半導體電子顯微鏡不是像電子計算機的那種電氣化，而是用電子打在樣品上，用電子束成像。這主要是因為電子的波長小，是可以觀測到更小尺寸的東西，否則會因為波的衍射和干涉無法分辨。用于半導體生產線的過程控制，為當時的半導體器件微細化做出了貢獻。
電子透鏡用來聚焦電子，是電子顯微鏡鏡筒中zui重要的部件。一般使用的是磁透鏡，有時也有使用靜電透鏡的。它用一個對稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦，其作用與光學顯微鏡中的光學透鏡（凸透鏡）使光束聚焦的作用是一樣的，所以稱為電子透鏡。
半導體電子顯微鏡的電子束不穿過樣品，僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發出次級電子。電子顯微鏡的制造是依據電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。
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