(57)【要約】【課題】　試料の傾斜角や試料に照射される荷電粒子ビームの条件が変わっても像質がほとんど変化しない荷電粒子ビーム装置を実現する。【解決手段】　荷電粒子ビーム源からの荷電粒子ビームを試料に照射し、試料から得られた信号を複数の検出器で検出し、複数の検出器の出力信号を混合し、混合された信号に基づいて像の表示を行うようにした荷電粒子ビーム装置において、各検出器の検出信号に影響を与える複数の制御部からの信号に基づき、ファジイ推論を用いて複数の検出器の出力信号の混合比を変化させるように構成した。【選択図】　　　図３
2004140002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　荷電粒子ビーム源からの荷電粒子ビームを試料に照射し、試料から得られた信号を複数の検出器で検出し、複数の検出器の出力信号を混合し、混合された信号に基づいて像の表示を行うようにした荷電粒子ビーム装置において、各検出器の検出信号に影響を与える複数の制御部からの信号に基づき、ファジイ推論を用いて複数の検出器の出力信号の混合比を変化させるように構成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
　複数の検出器の出力信号の混合比をファジイ推論するファジイ推論手段と、ファジイ推論で参照されるｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されたルールを格納するルールベースとを備えた請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
　制御部の内の一つは、荷電粒子ビームの加速電圧の制御部である請求項１および２記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
　制御部の内の一つは、試料に照射される荷電粒子ビームの電流量を制御する制御部である請求項１および２記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
　制御部の内の一つは、試料上の荷電粒子ビームの焦点を制御する制御部である請求項１および２記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項６】
　制御部の内の一つは、試料を傾斜させる試料傾斜制御部である請求項１および２記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
　荷電粒子ビーム装置は走査型荷電粒子ビーム装置であり、制御部の内の一つは、像の倍率の制御部である請求項１および２記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
　ルールベースに格納されたルールを修正、削除、追加できるルールエディタを備えた請求項２記載の荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、複数の検出器を用いて試料からの信号を検出するようにした走査電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　図１に２つの検出器を用いて２次電子を検出するようにした走査電子顕微鏡を示す。図中１は試料であり、試料１には図示していない電子銃から加速された電子ビームＥＢが照射される。電子ビームＥＢは対物レンズ２によって試料１上に細く集束される。試料１の電子ビームＥＢの照射位置は、走査コイル３によって２次元的に走査される。
【０００３】
　試料１への電子ビームＥＢの照射によって発生した２次電子は、試料１の横方向（対物レンズ２の下部）に配置された第１検出器４と、対物レンズ３の上部に電子ビームの光軸から離れて配置された第２検出器５によって検出される。第１検出器４は試料１から横方向に向かう２次電子ｅ1を検出し、第２検出器５は試料１の上方に向かい、対物レンズ２の磁場によって拘束される２次電子ｅ2を検出する。
【０００４】
　第１検出器４と第２検出器５は、それぞれ加算器６に供給され、２種の検出信号は加算される。加算器６によって加算された検出信号は、陰極線管７に輝度変調信号として供給される。陰極線管７は走査コイル３による電子ビームＥＢの走査と同期しており、その結果、陰極線管７上には試料１の２次元領域の走査２次電子像が表示される（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
　このような構成の走査電子顕微鏡では、第２検出器５は実質的に一次電子ビームＥＢとほぼ同じ方向に配置されるので、この第２検出器５に基づく観察像は、無影照明像となる。このため、コンタクトホール等のホール観察を行った場合には、ホール外側とホール底部とで、検出信号に差が生じない。しかしながら、この場合の欠点としては、無影照明像であるため、試料１の凹凸が観察できないことがあげられる。
【０００６】
　第１の検出器４は、一次電子ビームＥＢの軌道から外れた横方向の位置に配置されるため、観察像は片側照明像となり、検出器４から見えない試料位置の信号は、検出されないか、極めて検出比が低い。そのため、観察像に影を生じ、凹凸感のある像が得られる。一方、欠点としては、ホール観察の場合、ホール底部からの信号は、検出器４に向かうことができず、ホール底部の観察は困難となる。　このような現象により、第１検出器４と第２検出器５の両者の信号を加算し、加算信号に基づいて像の表示を行えば、２種の検出器の有する欠点を補間し、ホール底部の観察もできて凹凸感のある像を得ることができる。
【特許文献１】実願昭５７−１０５２９５号（実開昭５９−０１２４６２号）のマイクロフィルム（第３−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　走査電子顕微鏡では、試料を大きく傾けて像の観察を行う場合がある。この場合、試料１を第１検出器４により向かい合う方向に傾斜させた場合、第１検出器４に検出される信号量が増大する。
【０００８】
　この理由は、試料のエッヂ効果により、２次電子発生領域が拡がり、拡がった領域から発生した２次電子は、主に第１検出器に検出されるためである。この第１検出器４に入射する２次電子の量は、試料１の傾斜角に応じて変化する。そのため、観察像の像質は、試料傾斜角に応じて変化することになる。
【０００９】
　例えば、試料１が水平方向に配置されている場合に、ホールの底部の像も適切に観察でき、また、試料の凹凸感も観察しやすい状態であると、試料を傾斜させるに従い、ホール底部の像は不明瞭となり、逆に、試料の凹凸はより強調された像となる。
【００１０】
　この複数の検出器によって検出される信号強度は、試料の傾斜のみならず、電子ビームの加速電圧を変化させた場合、試料上の電子ビームの焦点を変化させた場合、試料に照射される電子ビームの電流量を変化させた場合、像の倍率を変化させた場合等で相違し、各パラメータを変化させると、複数の検出器の加算信号の強度も変化し、像質が変ってしまう。
【００１１】
　本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、試料の傾斜角や試料に照射される荷電粒子ビームの条件が変わっても像質がほとんど変化しない荷電粒子ビーム装置を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
　請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム源からの荷電粒子ビームを試料に照射し、試料から得られた信号を複数の検出器で検出し、複数の検出器の出力信号を混合し、混合された信号に基づいて像の表示を行うようにした荷電粒子ビーム装置において、各検出器の検出信号に影響を与える複数の制御部からの信号に基づき、ファジイ推論を用いて複数の検出器の出力信号の混合比を変化させるように構成したことを特徴としている。
【００１３】
　請求項１の発明では、各検出器の検出信号に影響を与える複数の制御部からの信号に基づき、ファジイ推論を用いて複数の検出器の出力信号の混合比を変化させる。
【００１４】
　請求項２の発明では、請求項１の発明において、複数の検出器の出力信号の混合比をファジイ推論するファジイ推論手段と、ファジイ推論で参照されるｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されたルールを格納するルールベースとを備えた。
【００１５】
　請求項３の発明では、請求項１，２の発明において、制御部の内の一つを、荷電粒子ビームの加速電圧の制御部としている。
【００１６】
　請求項４の発明では、請求項１，２の発明において、制御部の内の一つを、試料に照射される荷電粒子ビームの電流量を制御する制御部としている。
【００１７】
　請求項５の発明では、請求項１，２の発明において、制御部の内の一つを、試料上の荷電粒子ビームの焦点を制御する制御部としている。
【００１８】
　請求項６の発明では、請求項１，２の発明において、制御部の内の一つを、試料を傾斜させる試料傾斜制御部としている。
【００１９】
　請求項７の発明では、請求項１，２の発明において、荷電粒子ビーム装置は走査型荷電粒子ビーム装置であり、制御部の内の一つを、像の倍率の制御部としている。
【００２０】
　請求項８の発明では、ルールベースに格納されたルールを修正、削除、追加する。
【発明の効果】
【００２１】
　以上説明したように、請求項１および２の発明では、複数の検出器からの検出信号の混合比ををファジイ推論により決定するようにしたので、少ない数のルールにより複数の検出信号の最適な混合比調整、感度調整、輝度調整を行うことができる。また、従来の膨大な数の制御データでは、データハンドリングが事実上不可能であったが、本発明においては、データはｉｆ／ｔｈｅｎルールで記述されているので、データの持つ物理的意味が分かりやすく、追加、削除、修正が用意となる。
【００２２】
　更に、従来、多変数制御系の入力空間を量子化し、その間を線形補完していたが、精度を上げるようになると、量子化数が膨大となり、一方、量子化数を下げると、精度が低下してしまったが、本発明の請求項１，２におけるファジイ推論では、高い精度できめ細かく複数の検出信号の混合比の制御を行うことができる。
【００２３】
　更にまた、多変数制御系では、全ての変数が連動しているために、データの一部を追加、削除、修正できないが、ファジイ推論は、多入力多出力であるため、部分的なルールを追加、削除、修正しても、全ての変数が連動してファジイ推論される。
【００２４】
　請求項３の発明では、加速電圧を変えても最適に検出信号の調整ができ、請求項４の発明では、荷電粒子ビームの電流量を変えても最適に検出信号の調整ができる。また、請求項５の発明では、荷電粒子ビームの焦点を変えても最適に検出信号の調整ができ、請求項６の発明では、試料の傾斜角を変えても最適に検出信号の調整ができ、請求項７の発明では、観察倍率を変えても最適に検出信号の調整ができる。
【００２５】
　請求項８に基づく発明では、ルールベースに格納されたルールを修正、削除、追加できるルールエディタを備えるようにしたので、容易に部分的なルールを修正、削除、追加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
　以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図２は本発明に基づく走査電子顕微鏡を示しており、１１は電子銃である。電子銃１１から発生し加速された電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ１２によって集束される。コンデンサレンズ１２の下部には、電流量を制限する絞り１３が配置されており、コンデンサレンズ１２の励磁を調整することにより、絞り１３を通過する電子ビームの電流量が制御される。
【００２７】
　コンデンサレンズ１２によって集束された電子ビームＥＢは、対物レンズ１４によって試料１５上に細く集束される。試料１５への電子ビームＥＢの照射位置は、走査コイル１６によって２次元的に走査される。
【００２８】
　試料１５への電子ビームＥＢの照射によって発生した２次電子は、試料１５の横方向（対物レンズ１４の下部）に配置された第１検出器１７と、対物レンズ１４の上部に電子ビームの光軸から離れて配置された第２検出器１８によって検出される。第１検出器１７は試料１５から横方向に向かう２次電子ｅ１を検出し、第２検出器１８は試料１５の上方に向かい、対物レンズ１４の磁場によって拘束される２次電子ｅ２を検出する。
【００２９】
　第１検出器１７と第２検出器１８は、それぞれ信号混合制御回路１９に供給され、２種の検出信号は加算される。信号混合制御回路１９によって加算された検出信号は、陰極線管２０に輝度変調信号として供給される。陰極線管２０は走査コイル１６による電子ビームＥＢの走査と同期しており、その結果、陰極線管２０上には試料１５の２次元領域の走査２次電子像が表示される。
【００３０】
　前記電子銃１１には、加速電圧制御回路２１から加速電圧が印加される。また、コンデンサレンズ１２は、照射電流制御回路２２により、所望の電子ビームＥＢの照射電流に応じて制御される。更に、対物レンズ１４は焦点制御回路２４によりその励磁が制御される。
【００３１】
　走査コイル１６には倍率制御回路２３からの走査信号が供給される。また、試料１５は図示していない試料ステージ上に配置されており、試料１５（試料ステージ）は駆動装置２５によって傾斜させられる。
【００３２】
　上記加速電圧制御回路２１、照射電流制御回路２２、焦点制御回路２４、倍率制御回路２３、駆動装置２５は、ホスト制御装置２６によって制御（スケジュール管理）されている。加速電圧制御回路２１、照射電流制御回路２２、焦点制御回路２４、倍率制御回路２３、駆動装置２５の各装置から各被制御要素に供給される信号に応じた信号は、信号混合比算出装置２７に供給される。
【００３３】
　信号混合比算出装置２７は、各装置からの信号に基づいて、第１検出器１７と第２検出器１８の信号の混合の割合を求め、信号混合制御回路１９を制御する。ホスト制御装置２６と信号混合比算出装置２７は、計算機２８の内部に設置されている。このような構成の動作を次に説明する。
【００３４】
　加速電圧制御回路２１から加速電圧が印加されている電子銃１１から発生し加速された電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ１２と対物レンズ１４によって試料１５上に細く集束される。この時、電子ビームの電流量は、照射電流制御回路２２によって制御され、また、電子ビームの焦点は、焦点制御回路２４によって制御される。
【００３５】
　試料１５の電子ビームＥＢの照射位置は、走査コイル１６によって２次元的に走査されるが、走査倍率は倍率制御回路２３によって制御される。試料１５への電子ビームＥＢの照射によって発生した２次電子は、試料１５の横方向（対物レンズ１４の下部）に配置された第１検出器１７と、対物レンズ１４の上部に電子ビームの光軸から離れて配置された第２検出器１８によって検出される。
【００３６】
　第１検出器１７は試料１５から横方向に向かう２次電子ｅ１を検出し、第２検出器１８は試料１５の上方に向かい、対物レンズ１４の磁場によって拘束される２次電子ｅ２を検出する。
【００３７】
　第１検出器１７と第２検出器１８との出力は、それぞれ信号混合制御回路１９に供給され、２種の検出信号は加算される。信号混合制御回路１９によって加算された検出信号は、陰極線管２０に輝度変調信号として供給される。陰極線管２０は走査コイル１６による電子ビームＥＢの走査と同期しており、その結果、陰極線管２０上には試料１５の２次元領域の走査２次電子像が表示される。
【００３８】
　さて、試料１５は駆動装置２５によって適宜傾斜されるが、この駆動装置２５からは、試料の傾斜角に応じた制御信号が信号混合比算出装置２７に供給される。信号混合比算出装置２７は、試料１５の傾斜角に応じて第１検出器１７と第２検出器１８の信号の検出の際の検出感度比率を求める。
【００３９】
　例えば、試料１５が水平の状態では、両検出器の検出感度の比率を１：１とする。また、検出器１７の方向に試料を角度θ傾斜させた場合（この状態は図中点線で示されている）、検出器１７に向かう２次電子の量が増えるので、例えば、検出器１７と検出器１８の検出感度の割合を０．５：１．５とする。
【００４０】
　この割合は、試料の傾斜角θに応じて変化されており、傾斜角が大きくなるほど、第１検出器１７の割合は小さくなり、逆に第２検出器１８の割合は大きくなる。例えば、信号混合比算出装置２７内には、各傾斜角ごとに第１検出器１７と第２検出１８の検出器の感度比がテーブルの形式で記憶されており、信号混合比算出装置２７は、傾斜角の信号に基づいてテーブルから両検出器の感度比を求め、その感度比に基づいて信号混合制御回路１９を制御し、その感度比で両検出器で信号検出を行うようにしている。
【００４１】
　この結果、陰極線管２０に表示される像は、試料１５の傾斜角度によらず、ほぼ一定の像質となり、コンタクトホール等の深い開孔を有した試料であっても、開孔の底部も観察でき、また、凹凸感の優れた像とすることができる。なお、信号混合比を求める際、試料の傾斜角による検出器感度比設定のみならず、電子ビームＥＢの加速電圧、照射電流量、電子ビームＥＢの焦点の状態、倍率によって検出信号の混合比を変化させるようにしても良い。
【００４２】
　次に、信号混合比算出装置２７をファジイ推論により構成した例を説明する。図３はファジイ推論により混合比を求める際の算出装置２７の具体例を示している。信号混合比算出装置２７内には、マンマシンインターフェース３０が設けられ、更に、信号混合比をファジイ推論によって推論するファジイ推論手段３１と、ファジイ推論手段３１に入力する変数を作成する前処理手段３２と、ファジイ推論手段３１の出力を評価する後処理手段３３と、ファジイ推論手段３１において信号混合比を推論する際に、参照されるｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されたルールが格納されているルールベース（記憶装置）３４と、ルールベース３４に格納されているルールを編集できるルールエディタ３５とが構築されている。
【００４３】
　図４に信号混合比算出装置２７内でのデータの入出力の状況を示す。図４において、加速電圧Ｖａと照射電流量Ｉｐと焦点位置Ｉｏと倍率Ｍａと試料傾斜角Ｔｉとを，マンマシンインターフェース３０を介して前処理手段３２に入力すると、前処理手段３２は、加速電圧内部変数＃Ｖａと照射電流量内部変数＃Ｉｐと焦点位置内部変数＃Ｉｏと倍率内部変数＃Ｍａと試料傾斜角内部変数＃Ｔｉとをファジイ推論手段３１に出力する。
【００４４】
　ファジイ推論手段３１は、加速電圧内部変数＃Ｖａと照射電流量内部変数＃Ｉｐと焦点位置内部変数＃Ｉｏと倍率内部変数＃Ｍａと試料傾斜角内部変数＃Ｔｉとから、ルールベース３４に格納されているｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されたルールを参照して、ファジイ推論によって信号混合比内部変数＃Ｓｍと、検出器感度内部変数＃Ｄｇと、検出器輝度内部変数＃Ｄｂとを推論し、それらを後処理手段３３に出力する。
【００４５】
　後処理手段３３は、信号混合比内部変数＃Ｓｍと、検出器感度内部変数＃Ｄｇと、検出器輝度内部変数＃Ｄｂとから、数値を評価して、信号混合比目標値Ｓｍと検出器感度目標値Ｄｇと検出器輝度目標値Ｄｂとを出力し、それらの値を信号混合制御回路１９に供給する。なお、上記構成で、ルールエディタ３５により、ルールベース３４に格納されているｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されたルールを編集することができる。
【００４６】
　上記した実施の形態における動作を更に詳細に説明する。前記したように、加速電圧Ｖａと照射電流量Ｉｐと焦点位置Ｉｏと倍率Ｍａと試料傾斜角Ｔｉとを前処理手段３２に入力すると、前処理手段３２は、加速電圧内部変数＃Ｖａと照射電流量内部変数＃Ｉｐと焦点位置内部変数＃Ｉｏと倍率内部変数＃Ｍａと試料傾斜角内部変数＃Ｔｉとをファジイ推論手段３１に出力する。上記各内部変数は、次式によって求められる。
【００４７】
　　　＃Ｖａ＝Ｖａ／（Ｖａ・norm）
　　　＃Ｉｐ＝Ｉｐ／（Ｉｐ・norm）
　　　＃Ｉｏ＝Ｉｏ／（Ｉｏ・norm）
　　　＃Ｍａ＝Ｍａ／（Ｍａ・norm）
　　　＃Ｔｉ＝Ｔｉ／（Ｔｉ・norm）
上記した式において、Ｖａ・normは加速電圧正規化係数、Ｉｐ・normは照射電流正規化係数、Ｉｏ・normは焦点位置正規化係数、Ｍａ・normは倍率正規化係数、Ｔｉ・normは試料位置正規化係数である。前記｛＃Ｖａ，＃Ｉｐ，＃Ｉｏ，＃Ｍａ，＃Ｔｉ｝の入力空間は、それぞれ複数のファジイ集合によって分割されている。この入力変数空間のファジイ集合による分割例を図５に示す。
【００４８】
　図５（ａ）はＶａの分割例を示しており、ここでは、＃Ｖａの領域｛＃Ｖａ・min ，＃Ｖａ・max ｝を１６個のファジイ集合｛０．５ｋＶ，１ｋＶ，２ｋＶ，３ｋＶ，４ｋＶ，５ｋＶ，６ｋＶ，７ｋＶ，８ｋＶ，９ｋＶ，１０ｋＶ，１１ｋＶ，１２ｋＶ，１３ＫＶ，１４ＫＶ，１５ｋＶ｝で分割した。また、図５（ｂ）に示すように、＃Ｉｏの領域｛＃Ｉｏ・min ，＃Ｉｏ・max ｝を８個のファジイ集合｛０．２Ａ，０．４Ａ，０．６，０．８，１．０Ａ，１．２Ａ，１．４Ａ，１．６｝で分割した。
【００４９】
　更に、図５（ｃ）に示すように、＃Ｉｐの領域｛＃Ｉｐ・min ，＃Ｉｐ・max ｝を１６個のファジイ集合｛Ｉｐ・１，Ｉｐ・２，Ｉｐ・３，Ｉｐ・４，Ｉｐ・５，Ｉｐ・６，Ｉｐ・７，Ｉｐ・８，Ｉｐ・９，Ｉｐ・１０，Ｉｐ・１１，Ｉｐ・１２，Ｉｐ・１３，Ｉｐ・１４，Ｉｐ・１５，Ｉｐ・１６｝で分割した。また、図５（ｄ）に示すように、＃Ｍａの領域｛＃Ｍａ・min ，＃Ｍａ・max ｝を５個のファジイ集合｛×100 ，×1000，×10000 ，×100000，×400000｝で分割した。また、図５（ｅ）に示すように、＃Ｔｉの領域｛＃Ｔｉ・min ，＃Ｔｉ・max ｝を７個のファジイ集合｛０°，１０°，２０°，３０°，４０°，５０°，６０°｝で分割した。
【００５０】
　上記した各分割において、ファジイ集合同志が関わりを持つことに特徴がある。また、図５で示した各ファジイ集合は、要素のその集合における属性の度合（メンバーシップ値）を示すメンバーシップ関数で表現されている。すなわち、図５（ａ）に示すように、ある＃Ｖａ（三角印部）が入力されたとき、ファジイ集合｛１ｋＶ｝に属するメンバーシップ値は、μ（１ｋＶ｜＃Ｖａ）であり、ファジイ集合｛２ｋＶ｝に属するメンバーシップ値はμ（２ｋＶ｜＃Ｖａ）となることを示している。
【００５１】
　同様に、図５（ｂ）には、ある＃Ｉｏのファジイ集合｛０．４＃Ｉｏ｝に属するメンバーシップ値μ（０．４｜＃Ｉｏ）を、図５（ｃ）には、ある＃Ｉｐのファジイ集合｛Ｉｐ・１｝に属するメンバーシップ値μ（Ｉｐ・１｜＃Ｉｐ）とファジイ集合｛Ｉｐ・２｝に属するメンバーシップ値μ（Ｉｐ・２｜＃Ｉｐ）とを、図５（ｄ）には、ある＃Ｍｇのファジイ集合｛×100000｝に属するメンバーシップ値μ（×100000｜＃Ｍｇ）とファジイ集合｛×400000｝に属するメンバーシップ値μ（×400000｜＃Ｍｇ）とを、図５（ｅ）には、ある＃Ｔｉのファジイ集合｛０°｝に属するメンバーシップ値μ（０°｜＃Ｔｉ）とファジイ集合｛１０°｝に属するメンバーシップ値μ（１０°｜＃Ｔｉ）とを示している。
【００５２】
　前記ルールベース３４には、前記｛＃Ｖａ，＃Ｉｐ，＃Ｉｏ，＃Ｍａ，＃Ｔｉ｝から、前記｛＃Ｓｍ，＃Ｄｇ，＃Ｄｂ｝を決定するルールが、次のようにｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されている。なお、このルールは単なる一例である。
【００５３】
　　　ｉｆ　Ｖａ　ｉｓ　０．５ｋＶ　ａｎｄ　Ｉｐ　ｉｓ　Ｉｐ・１　ａｎｄ　　　　　　Ｉｏ　ｉｓ　０．４　ａｎｄ　Ｍａ　ｉｓ　×100000　ａｎｄ
　　　　　　Ｔｉ　ｉｓ　０°
　　　ｔｈｅｎ　Ｓｍ　ｉｓ　０．６　ａｎｄ　Ｄｇ　ｉｓ　２００　ａｎｄ　　　　　　　Ｄｂ　ｉｓ　５０
　　　ｉｆ　Ｖａ　ｉｓ　０．５ｋＶ　ａｎｄ　Ｉｐ　ｉｓ　Ｉｐ・２　ａｎｄ　　　　　　Ｉｏ　ｉｓ　０．４　ａｎｄ　Ｍａ　ｉｓ　×400000　ａｎｄ
　　　　　　Ｔｉ　ｉｓ　１０°
　　　ｔｈｅｎ　Ｓｍ　ｉｓ　０．６　ａｎｄ　Ｄｇ　ｉｓ　２２０　ａｎｄ　　　　　　　Ｄｂ　ｉｓ　２０
　　　　　　　　　　　　　…
　　　　　　　　　　　　　…
　　　　　　　　　　　　　…
　前記ファジイ推論手段３１においては、ルールベース３４に格納されているルールを参照して、入力変数｛＃Ｖａ，＃Ｉｐ，＃Ｉｏ，＃Ｍａ，＃Ｔｉ｝から、出力変数｛＃Ｓｍ，＃Ｄｇ，＃Ｄｂ｝をファジイ推論する。上述したｉｆ／ｔｈｅｎルール例は、ｔｈｅｎ部（後件部）の出力変数を数値で記述した場合であるが、次のように、ｔｈｅｎ部の出力変数をファジイ集合で記述することができる。この例を次に示す。
【００５４】
　　　ｉｆ　Ｖａ　ｉｓ　０．５ｋＶ　ａｎｄ　Ｉｐ　ｉｓ　Ｉｐ・１　ａｎｄ　　　　　　Ｉｏ　ｉｓ　０．４　ａｎｄ　Ｍａ　ｉｓ　×10000 　ａｎｄ
　　　　　　Ｔｉ　ｉｓ　１０°
　　　ｔｈｅｎ　Ｓｍ　ｉｓ　Ｆ１００．０　ａｎｄ　Ｄｇ　ｉｓ
　　　　　　Ｆ２２３．０　ａｎｄ　Ｄｂ　ｉｓ　Ｆ７０．０
　　　ｉｆ　Ｖａ　ｉｓ　０．５ｋＶ　ａｎｄ　Ｉｐ　ｉｓ　Ｉｐ・１　ａｎｄ　　　　　　Ｉｏ　ｉｓ　０．４　ａｎｄ　Ｍａ　ｉｓ　×1000　ａｎｄ
　　　　　　Ｔｉ　ｉｓ　３０°
　　　ｔｈｅｎ　Ｓｍ　ｉｓ　Ｆ２００．０　ａｎｄ　Ｄｇ　ｉｓ
　　　　　　Ｆ２００．０　ａｎｄ　Ｄｂ　ｉｓ　Ｆ６０．０
　　　　　　　　　　　　　…
　　　　　　　　　　　　　…
　　　　　　　　　　　　　…
　上記した例で、Ｆ１００．０，Ｆ２２３．０，Ｆ７０．０，Ｆ２００．０，Ｆ６０．０は、それぞれファジイ集合である。なお、ｔｈｅｎ部の出力変数を数値で記述した場合と、ファジイ集合で記述した場合とでは、ファジイ推論のアルゴリズムが異なる。まず、ｔｈｅｎ部の出力変数を数値で記述した場合のアルゴリズムについて次に述べる。
【００５５】
　図６は２入力１出力のファジイ推論を行う例を示しており、ここでは、２入力を加速電圧内部変数＃Ｖａと、照射電流量内部変数＃Ｉｐとし、１出力を信号混合比＃Ｓｍとしている。ここで、＃Ｖａ＝ｖ、＃Ｉｐ＝ｐとし、図６（ａ）に示すように、ｎルール目のｔｈｅｎ部で記述されているＳｍが「Ｓｍ　ｉｓ　ｖsn」（ただし、ｖsnは数値）で、図６（ｂ）に示すように、ｍルール目のｔｈｅｎ部で記述されているＳｍが「Ｓｍ　ｉｓ　ｖsm」（ただし、ｖsmは数値）であったとき、例えば、第ｎルール目が次のように記述されているとする。
【００５６】
　　　ｉｆ　Ｖａ　ｉｓ　２ｋＶ　ａｎｄ　Ｉｐ　ｉｓ　Ｉｐ・３
　　　　　　ｔｈｅｎ　Ｓｍ　ｉｓ　ｖsn
　この場合、前記入力ｖのファジイ集合｛２ｋＶ｝に属するメンバシップ値は、μ（２ｋＶ｜ｖ）であり、入力ｐのファジイ集合｛Ｉｐ・３｝に属するメンバシップ値は、μ（Ｉｐ・３｜ｐ）であり、図６（ａ）のｎルール目のｉｆ部（前件部）の成立する確からしさμnをｍｉｎ｛μ（２ｋＶ｜ｖ），μ（Ｉｐ・３｜ｐ）｝で評価する。すなわち、第ｎルール目のｉｆ部（前件部）の成立する確からしさμnを次のようにする。
【００５７】
　　　μn＝ｍｉｎ｛μ（Ｖｎ｜ｐ），μ（Ｉｐｎ｜ｐ）｝
　上式で、ＶｎとＩｐｎはｎルールに記述されている加速電圧、照射電流量のファジイ集合である。同様にして、入力変数が３以上のときも、各々のメンバシップ値の中で最小となるものとを選択するものとする。この時、ｎルール目のｔｈｅｎ部に記述されている数値ｖsnの確からしさをμn・ｖsnと評価する。上記の操作を全てのルールに対して行い、出力となる推論値§Ｓｍを次の通りとする。
【数１】
2004140002.tif 000003
【００５８】
　上記した推論の操作は、出力変数が２以上のときも同様にして行う。
【００５９】
　次に、ｔｈｅｎ部の出力変数をファジイ集合で記述した場合について、図７を用いて説明する。図７は２入力１出力の例であり、２入力を加速電圧内部変数＃Ｖａと、照射電流量内部変数＃Ｉｐとし、１出力を信号混合比内部変数＃Ｓｍとしている。ここで、＃Ｖａ＝ｖ、＃Ｉｐ＝ｐとし、図７（ａ）に示すように、ｎルール目のｔｈｅｎ部で記述されているＳｍが「Ｓｍ　ｉｓ　ｖsn」（ただし、ｖsnはファジイ集合）で、図７（ｂ）に示すように、ｍルール目のｔｈｅｎ部で記述されているＳｍが「Ｓｍ　ｉｓ　ｖsm」（ただし、ｖsmはファジイ集合）であったとき、例えば、第ｎルール目が次のように記述されているとする。
【００６０】
　　　ｉｆ　Ｖａ　ｉｓ　２ｋＶ　ａｎｄ　Ｉｐ　ｉｓ　Ｉｐ・３
　　　　　　ｔｈｅｎ　Ｓｍ　ｉｓ　ｖsn
　この場合、前記入力ｖのファジイ集合｛２ｋＶ｝に属するメンバシップ値は、μ（２ｋＶ｜ｖ）であり、入力ｐのファジイ集合｛Ｉｐ・３｝に属するメンバシップ値は、μ（Ｉｐ・３｜ｐ）であり、図７（ａ）のｎルール目のｉｆ部（前件部）の成立する確からしさμnをｍｉｎ｛μ（２ｋＶ｜ｖ），μ（Ｉｐ・３｜ｐ）｝で評価する。すなわち、第ｎルール目のｉｆ部の成立する確からしさμnを次のようにする。
【００６１】
　　　μn＝ｍｉｎ｛μ（Ｖｎ｜ｐ），μ（Ｉｐｎ｜ｐ）｝
　上式で、ＶｎとＩｐｎはｎルールに記述されている加速電圧、照射電流量のファジイ集合である。同様にして、入力変数が３以上のときも、各々のメンバシップ値の中で最小となるものとを選択するものとする。この時、ｎルール目のｔｈｅｎ部に記述されているファジイ集合ｖsnを表現するメンバシップ関数μ（ｖsn）と、ｎルール目のｉｆ部の成立する確からしさμnとから、新たにファジイ集合を評価したメンバシップ関数μＢｎを次式によって作り出す。
【００６２】
　　　μＢｎ＝ｍｉｎ｛μn，μ（ｖsn）｝
　上記の操作を全てのルールに対して行い、新たに出力合成関数μＢ＊を次式によって作り出す。
【００６３】
【数２】
2004140002.tif 000004
【００６４】
この出力合成関数μＢ＊から、μＢ＊の重心を次式によって計算し、出力となる推論値§Ｓｍとする。
【００６５】
【数３】
2004140002.tif 000005
【００６６】
　ここで、出力変数＃Ｓｍをｖ＝＃Ｓｍとし、ａ，ｂは出力変数空間の境界値である。同様にして、出力変数が２以上のときも上記の操作を行う。
【００６７】
　上述したｔｈｅｎ部の出力変数を数値で記述した場合、あるいは、ファジイ集合で記述した場合のファジイ推論が、図３で示したファジイ推論手段３１で実行され、信号量混合比目標値内部変数＃Ｓｍと検出器ゲイン比目標値内部変数＃Ｄｇと検出器輝度比目標値内部変数＃Ｄｂとが、後処理手段３３に出力される。後処理手段３３では、＃Ｓｍと＃Ｄｇと＃Ｄｂとを適切な目標値に変数変換して、信号量混合比目標値Ｓｍと検出器ゲイン比目標値Ｄｇと検出器輝度比目標値Ｄｂとする。変数変換の方法は、例えば、
　　　Ｓｍ＝α＃Ｓｍ，　Ｄｇ＝β＃Ｄｇ，　Ｄｂ＝γ＃Ｄｂ
のように、パラメータα，β，γを積算することが考えられる。なお、上記したルールベース３４に格納されているルールは、ルールエディタ３５によって修正、削除、追加ができる。
【００６８】
　以上のように、本発明では、加速電圧や試料の傾斜角等の各制御部の制御規則が数値の羅列ではなく、ｉｆ／ｔｈｅｎ形式で記述されているため、その物理的意味が分かりやすく、データハンドリングが容易となる。また、新たに制御規則を追加、削除したい場合でも、ルールを追加、削除するだけで良く、従来のように、数値計算のアルゴリズムまで変える必要はない。更に、ルールで記述された制御点は、ファジイ集合で記述されるため、出力変数空間全域においてファジイ推論され、従って、従来、固定加算されていた検出信号を少ないルール数で行えることになる。
【００６９】
　以上本発明の実施の一形態を詳述したが、本発明はこれらの形態に限定されない。例えば、混合比算出装置の構成を公知のエキスパートシステムで構成することもできる。また、２種の検出器を例に説明したが、２つ以上の検出器を有する装置にも適用することができる。
【００７０】
　更に、２次電子信号の検出に限定されず、反射電子、オージェ電子、透過電子、内部起電力、カソードルミネッセンス、Ｘ線、吸収電子などの信号検出器の制御、もしくは、異種信号検出器間の制御にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来の２つの検出器を備えた走査電子顕微鏡を示す図である。
【図２】本発明に基づく走査電子顕微鏡を示す図である。
【図３】ファジイ推論により混合比を求める際の算出装置の具体例を示す図である。
【図４】図３の算出装置内でのデータの入出力の状況を示す図である。
【図５】入力変数空間のファジイ集合による分割例を示す図である。
【図６】ｔｈｅｎ部の出力変数を数値で記述した場合のファジイ推論を説明するための図である。
【図７】ｔｈｅｎ部の出力変数をファジイ集合で記述した場合のファジイ推論を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
　１１　電子銃
　１２　コンデンサレンズ
　１３　絞り
　１４　対物レンズ
　１５　試料
　１６　走査コイル
　１７　第１検出器
　１８　第２検出器
　１９　信号混合比制御回路
　２０　陰極線管
　２１　加速電圧制御回路
　２２　照射電流制御回路
　２３　倍率制御回路
　２４　焦点制御回路
　２５　駆動装置
　２６　ホスト制御装置
　２７　信号混合比算出装置
　２８　計算機
【図１】
2004140002.tif 000006
【図２】
2004140002.tif 000007
【図３】
2004140002.tif 000008
【図４】
2004140002.tif 000009
【図５】
2004140002.tif 000010
【図６】
2004140002.tif 000011
【図７】
2004140002.tif 000012