正確度と精度

　半導体製造工程の要所要所で行われる「計測」「検査」には、精度の高い装置が必要となります。では、高精度の計測装置とはどんな装置でしょうか？
　一般に言う「精度」は、厳密には「正確度」と「精密度」、または、「真度」と「精度」の2種類があります。英語では、「正確度：accuracy」と「精度：precision」の違いがあります。
「正確度（Accuracy）」とは、「真値」にどれだけ近い値であるかを示す尺度です。一方、「精度（precision）」は、複数回の測定等の値の間での互のばらつきの度合いの尺度で、「再現性」ともいいます。

精度：precision

図3-1は、ある計測結果を時系列にプロットしたものです。
同じものを計測装置で繰り返し測定したとき、計測結果はいつも同じ値を示すはずです。
しかし実際の計測では、外乱やノイズの影響で、測定値がばらつきます。

　計測値を度数分布で表したものが、図3-2です。多くの計測データを収集すると、データの分布は、図3-2の様にガウス（正規）分布に近づきます。分布の特徴は、平均値：μ（ミュー）と標準偏差：σ（シグマ）で表されます。データは、μ±3σの中に99.73％の確率で入るという意味があります。

μ：平均値（Mean）
σ：標準偏差（Standard Deviation ）

　σが小さいと図3-3（a）のように、ばらつきが小さくなり、大きいと（b）のようにばらつきが大きくなります。ばらつきが小さい場合を精度（precision）が高い、または、再現性（repeatability）が高いといいます。

ガウス（正規）分布（その2）：σの値とばらつきの大小 — 図3-3　ガウス（正規）分布（その2）

　この状態は、鉄砲で的を撃つことでたとえられます。
ばらつきが小さい場合は、撃った痕が小さい領域に固まっています（図3-3（a）右図）。
ばらつきが大きい場合は、撃った痕が広く散らばっています（図3-3（b）右図）。

正確度：Accuracy

　再現性が高くても、「真値（正しい値/的の中心）」であるとは限りません。図3-4のように計測した値が真値（的の中心）とずれていることがあります。計測した平均値：μが真値に近い場合を、「真度」または、「正確度」（Accuracy）が高いといいます。

以上をまとめますと、

ばらつき（σ）が小さいものが、「精度」（Precision）が高い
平均値μが、「真値」に近いものが、「正確度」（Accuracy）が高い

といえます。この状況を図3-5に示します。

　測長SEMのような計測装置では、基本的に高い「精度」（Precision）が求められます。「精度」の高い装置が高性能な計測装置ということになります。測長SEMは3σで計測寸法の1%程度という高い「測長再現性」を有しています。
正確度は、「標準マイクロスケール」のような標準原器を用いて、計測値が真値に一致するように校正をすることで、調整することができます。