不管如何强调CD-SEM在度量学上的重要性都是不为过的。然而，似乎目前的工具已经止步于1 keV到数百电子伏特的运行能量，其原因是在该能量范围内可以获得最佳的束相互作用，同时还可将充电效应降至最低并可限制光刻胶收缩。
在数百纳米的尺度范围，这样的选择并没有什么影响。然而，如果进入数十纳米甚至更小的尺度，将会产生问题。例如，在数百伏特时，低能电子的波长较大；其波长将接近于一埃。这样，衍射效应必定受到控制或者束斑的尺寸将受到影响。由于电子源自然能量分布而引起的色偏问题将更加突出。这样，具有不同能量的电子会聚焦在不同的平面上。如果能量范围<3 keV，那么束斑尺寸的色偏效应将非常关键。
为了降低衍射，电子束的汇聚角需要足够大；然而，为了降低色偏效应，汇聚角又需要尽量小。在这两种竞争效应之间最好的折中是在约1 keV左右，但这将图像的分辨率限制在几个纳米。如果减小电子源能量的分布范围，则可以提高分辨率。现在有些新的采用激光驱动的光（电子）源，其能量分布范围只有传统场发射电子枪的十分之一。但即便有了这样的改进，对于工程需要来说还是不够的。
偏差矫正是另一个明显的选择。针
对SEM应用，目前已经有可设置为零偏差、正偏差或负偏差的矫正方法。这样，采用一套玻璃光学系统就可以获得理论极限的性能。由于可能在1 keV的条件下将探测尺寸降低到小于1 nm，并且同时还可以获得更高的束电流，因此纸面上看这种方法很有希望。然而，偏差矫正器是具有48或64个活性光学元件的复杂器件，所有的部件必须同时做好优化，这需要极大的计算能力才能做好维护。偏差矫正显微镜中另一个更突出的问题是景深太小（1或2 nm）。由于小尺寸结构通常具有较高的深宽比，就无法获得除薄片结构之外其他结构的深度图像了。
另一种可能性是提高能量。在较高能量下，可以提高SEM的性能而且并没有特别的极限。不足之处就是高能电子束可能增加对样品的损伤。
田纳西大学（University of Tennessee）和橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratories）纳米相材料科学中心（Center for NanoPhase Materials Science）的David C. Joy教授认为这是一种误解。“在Sematech项目所进行实验基础上，我们确定，在合适的条件下，辐射损伤是可控的，特别是由于标准技术并没有考虑工作结构，而只是考虑了划片槽区域。”
由于并不需要新的技术，因此这种说法给我们带来了颇具希望的前景，或许立即得到工作在50或100 keV，而不是1 keV或100 eV电压下，可以满足所需参数的显微镜系统。IBM公司已经可以采用能量高达400 keV的SEM用于半导体器件的研究，并且可以实现低能量下无法完成的穿通器件的深度剖面分析，而其分辨率仍可维持在传统方法无法达到的级别。
然而，Joy认为，或许最令人振奋的方案是放弃电子，采用氦离子。“氦离子的波长非常短，因此不会产生衍射极限；它们的探测范围比电子束小得多，因此可以采用极高的能量，这样源的亮度更高，”他说，“离子激发的二次电子场至少是对应二次电子信号的十倍以上。信噪比也会更好，并且我们还在进行的模拟和得到的初步结果显示，二次电子的逃逸深度——二次电子所经历的路径——在离子激发二次电子的情况中比电子激发的情况要浅。探测边缘位置的能力也会提高三到四倍。”
这意味着在纳米尺寸以下，应该可以开展离子激发二次电子成像技术的开发。更好的是，在像目前CD-SEM这样遇到基本参数的极限之前，离子技术还有很大的探测空间。