在新世纪,半导体产业得到了迅猛发展,芯片等元器件也逐步由之前的微米向纳米阶段进化。这就给计量科学提出了新的要求,纳米计量将在工业发展中起到积极的推动作用。在微纳几何结构的计量检测中,由于有物理衍射极限的存在,使得传统的光学显微镜存在着很大的局限性。因此,扫描电镜在纳米计量中显得尤其重要。为了满足对半导体芯片以及线宽等微纳几何结构的计量要求,中国计量科学研究院开展了计量型扫描电镜的标准装置的研制。该设备利用高速高精度双层纳米位移台结构实现快速、准确测量,消除了电子束带来的畸变；同时,利用干涉仪计量系统实现测量结果的溯源。论文研究该装置的位移控制与干涉测量系统,对该装置进行测量不确定度的评定,利用该装置对微纳几何结构进行测量,得到纳米颗粒的有效直径。本文围绕计量型扫描电子显微镜系统进行了介绍与分析,其中有计量型扫描电镜的基本构造、溯源原理、主要误差来源引起的不确定度分析和在微纳颗粒等方面的应用。主要工作有：首先,介绍了计量型扫描电镜的背景与重要意义,其中有纳米计量技术、光刻技术、测量线宽的主要方法和仪器；分析了计量型扫描电子显微镜的优劣势以及国内外的研究现状。以ZEISS ULTRA 55型扫描电镜为主体进行改造的计量型扫描电子显微镜的系统构造,主体结构设计。概括描述了计量型扫描电镜的可溯源的干涉仪计量系统。介绍了计量型扫描电镜的双层位移台设计：即在大范围移动,选用大范围机械式位移台；在小范围精准定位,选择压电陶瓷纳米级位移台。介绍了激光干涉仪计量系统,这是装置实现溯源的关键。阐述了控制系统的功能模块并展示了扫描电镜对二维栅格的图像。然后,阐述了关于测量不确定度的A类评定与B类评定的主要评定方法；接着,对计量型扫描电镜进行测量不确定的分析与评估。主要是：1)计量系统的误差；2)几何误差；3)电子束斑漂移；4)图像像素的不确定度；5)机械台振动和纳米位移台振动；6)测量重复性。给出计量型扫描电镜的合成测量不确定度。接着,介绍了计量型扫描电镜的应用领域。概述了在计量检测图像分析处理、缺陷检测、立体结构观察、半导体、电子工业等领域的应用。详细分析了扫描电镜在纳米颗粒尺寸测量中的应用。以二氧化硅粒子为例,通过设置合适的扫描电镜各项参数,利用扫描电镜拍摄二氧化硅粒子图像,经过图像处理后,计算出纳米颗粒二氧化硅的有效直径的应用过程,显示了计量型扫描电镜在微纳计量领域的重要作用。最后,总结工作,对未来计量型扫描电镜的改进工作进行展望。