特許 6640497 試料ホルダ及び試料ホルダ群

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6640497

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】試料ホルダ及び試料ホルダ群

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20200127BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/20 A

   H01J37/20 D

   H01J37/20 Z

   H01J37/28 B

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-171867(P2015-171867)

(22)【出願日】2015年9月1日

(65)【公開番号】特開2017-50120(P2017-50120A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】503460323

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクサイエンス

(74)【代理人】

【識別番号】100113022

【弁理士】

【氏名又は名称】赤尾 謙一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100110249

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 昭

(74)【代理人】

【識別番号】100116090

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 和彦

(72)【発明者】

【氏名】安藤 和徳

【審査官】 橘 皇徳

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１３３７５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１４６９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１１４２８８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−２５７３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００３８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５６５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４０８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１２６１１５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／００−３７／０２

３７／０５

３７／０９−３７／２１

３７／２４−３７／２４４

３７／２５２−３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料の表面を露出させて保持し、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置の内部にそれぞれ取付け、前記試料をそれぞれ測定可能な試料ホルダであって、
前記試料を囲む本体部と、
前記本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置され、前記測定装置で検出可能なアライメントマークと、
前記本体部の内側に配置される試料保持部であって、前記アライメントマークのマーク面と、前記試料の前記表面との高さの差が前記測定装置の焦点深度内であるように前記試料を保持する試料保持部と、
を備えることを特徴とする試料ホルダ。

【請求項2】

試料の表面を露出させて保持し、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置のうち、第１の測定装置の内部に取付け、前記試料を測定可能な第１の試料ホルダであって、
前記試料を囲む第１の本体部と、
前記第１の本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置され、前記第１の測定装置で検出可能なアライメントマークと、
前記第１の本体部の内側に配置される第１の試料保持部であって、前記アライメントマークのマーク面と、前記試料の前記表面との高さの差が前記第１の測定装置の焦点深度内であるように前記試料を保持する第１の試料保持部と、
を備える第１の試料ホルダ；及び、
前記試料を保持した前記第１の試料ホルダを保持する第２の試料ホルダであって、
前記第１の試料ホルダを囲む第２の本体部と、
前記第２の本体部の内側に配置されて前記第１の試料ホルダを保持するホルダ保持部と、を備える第２の試料ホルダ；、を有する試料ホルダ群であり、
前記測定装置のうち、前記第１の測定装置よりも測定視野が広い第２の測定装置の内部に前記試料ホルダ群を取付け、前記アライメントマークを検出することで前記試料を測定可能とする試料ホルダ群。

【請求項3】

試料の表面を露出させて保持し、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置のうち、第１の測定装置の内部に取付け、前記試料を測定可能な第１の試料ホルダであって、
前記試料を囲む第１の本体部と、
前記第１の本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置され、前記第１の測定装置で検出可能な第１のアライメントマークと、
前記第１の本体部の内側に配置され、前記第１のアライメントマークのマーク面に対し、前記試料の前記表面の高さを一定に設定可能に前記試料を保持する第１の試料保持部と、
を備える第１の試料ホルダ；及び、
前記試料を保持した前記第１の試料ホルダを保持する第２の試料ホルダであって、
前記第１の試料ホルダを囲む第２の本体部と、
前記第２の本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置される第２のアライメントマークと、
前記第２の本体部の内側に配置されて前記第１の試料ホルダを保持するホルダ保持部と、を備える第２の試料ホルダ；、を有する試料ホルダ群であり、
前記測定装置のうち、前記第１の測定装置よりも測定視野が広い第２の測定装置の内部に前記試料ホルダ群を取付け、前記第２のアライメントマークを検出することで前記試料を測定可能とする試料ホルダ群。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走査電子顕微鏡、走査プローブ顕微鏡などの測定装置の内部に取付け、試料を測定するための試料ホルダ及び試料ホルダ群に関する。

【背景技術】

【0002】

各種の測定装置（分析装置）は、それぞれ異なる測定原理に基づいて試料の測定を行う。例えば、カンチレバーを利用したプローブ顕微鏡では、表面形状測定以外に電流、粘弾性、摩擦、吸着などの物性のマッピングが可能である。一方、電子線を利用した走査電子顕微鏡（SEM）では、形状測定と元素マッピングが可能である。また、光やレーザを利用した光学顕微鏡、光干渉顕微鏡やレーザ顕微鏡では表面形状測定が可能である。
ところで、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置で、同一試料の同一場所を測定するためには、各測定装置を一台の装置として複合化した装置内に試料を設置する必要がある。このようなことから、SEM（走査電子顕微鏡）と光学鏡筒をV字型に配置し、各測定装置を切り替えて試料の同一場所を測定する装置が開発されている（特許文献１）。この装置は、搖動機構（チルト機構）によって試料面の向きを変えることで、それぞれSEMと光学鏡筒の軸に対して試料面を垂直にして測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2012-015033号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１記載の技術の場合、軸同士をumレべルで合わせるのが難しい。つまり、SEMの軸と光学顕微鏡の軸で異なる観察軸上に２つのフォーカス点が存在するが、このフォーカス点の位置合わせが非常に困難である。具体的には、２つのフォーカス点をμｍレベルでクロスさせると同時に当該クロスした位置を試料の観察（測定）点に位置合わせすることが必要であるが、実際のフォーカス動作では理想の直進軸から機械的動作をする際のズレや、観察軸の搖動が外側の円弧に沿った動きとなるためである。
また、特許文献１記載の装置の場合、SEM観察と光学観察は行えるが、それ以外の測定原理による測定はできないので、別の測定装置での測定をしたい場合は、この測定装置をさらに組み込んだ複合装置が必要となり、臨機応変な対応が困難である。

【0005】

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置により、同一試料の同一場所を容易に測定できる試料ホルダ及び試料ホルダ群の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明の試料ホルダは、試料の表面を露出させて保持し、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置の内部にそれぞれ取付け、前記試料をそれぞれ測定可能な試料ホルダであって、前記試料を囲む本体部と、前記本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置され、前記測定装置で検出可能なアライメントマークと、前記本体部の内側に配置される試料保持部であって、前記アライメントマークのマーク面と、前記試料の前記表面との高さの差が前記測定装置の焦点深度内であるように前記試料を保持する試料保持部と、を備えることを特徴とする。
この試料ホルダによれば、異なる測定装置にて試料ホルダのアライメントマークの位置座標を基準とすることで、同一の試料の同一の測定位置を測定できる。又、アライメントマークのマーク面に対し、試料の表面の高さを一定に設定するので、アライメントマークのマーク面を検出するために測定装置でピントを合わせた後、試料の位置を観察するためにピントを再度合わせるための高さ方向の変位を同じ状態にすることができ、ピントの再合わせによる位置ズレを少なくできる。特に、マーク面と試料の表面との高さの差が測定装置の焦点深度内であれば、マーク面を検出するために測定装置でピントを合わせると、試料の表面もそのまま観察できるので、マーク面を検出した後に試料の表面を観察するために再度ピントを合わせる必要がなく、上記位置ズレを無くして試料の同一場所を精度よく測定できる。

【0007】

又、本発明の試料ホルダ群は、試料の表面を露出させて保持し、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置のうち、第１の測定装置の内部に取付け、前記試料を測定可能な第１の試料ホルダであって、前記試料を囲む第１の本体部と、前記第１の本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置され、前記第１の測定装置で検出可能なアライメントマークと、前記第１の本体部の内側に配置される第１の試料保持部であって、前記アライメントマークのマーク面と、前記試料の前記表面との高さの差が前記第１の測定装置の焦点深度内であるように前記試料を保持する第１の試料保持部と、を備える第１の試料ホルダ；及び、前記試料を保持した前記第１の試料ホルダを保持する第２の試料ホルダであって、前記第１の試料ホルダを囲む第２の本体部と、前記第２の本体部の内側に配置されて前記第１の試料ホルダを保持するホルダ保持部と、を備える第２の試料ホルダ；、を有する試料ホルダ群であり、前記測定装置のうち、前記第１の測定装置よりも測定視野が広い第２の測定装置の内部に前記試料ホルダ群を取付け、前記アライメントマークを検出することで前記試料を測定可能とする。
異なる測定原理による複数の測定装置によっては、小さい第１の試料ホルダを固定ができない場合があるが、第１の試料ホルダをより大きい第２の試料ホルダで保持することで、複数の測定装置のそれぞれに第２の試料ホルダを介して第１の試料ホルダを固定することが出来る。

【0008】

又、本発明の試料ホルダ群は、試料の表面を露出させて保持し、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置のうち、第１の測定装置の内部に取付け、前記試料を測定可能な第１の試料ホルダであって、前記試料を囲む第１の本体部と、前記第１の本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置され、前記第１の測定装置で検出可能な第１のアライメントマークと、前記第１の本体部の内側に配置され、前記第１のアライメントマークのマーク面に対し、前記試料の前記表面の高さを一定に設定可能に前記試料を保持する第１の試料保持部と、を備える第１の試料ホルダ；及び、前記試料を保持した前記第１の試料ホルダを保持する第２の試料ホルダであって、前記第１の試料ホルダを囲む第２の本体部と、前記第２の本体部の表面の２以上の異なる位置にそれぞれ配置される第２のアライメントマークと、前記第２の本体部の内側に配置されて前記第１の試料ホルダを保持するホルダ保持部と、を備える第２の試料ホルダ；、を有する試料ホルダ群であり、前記測定装置のうち、前記第１の測定装置よりも測定視野が広い第２の測定装置の内部に前記試料ホルダ群を取付け、前記第２のアライメントマークを検出することで前記試料を測定可能とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置により、同一試料の同一場所を容易に測定できる試料ホルダ及び試料ホルダ群が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る試料ホルダの平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図3】測定装置に備えられ、試料ホルダを載置するためのステージの平面図である。

【図4】複数の測定装置の内部にそれぞれ試料ホルダを取付け、試料をそれぞれの測定装置で測定する態様を示す模式図である。

【図5】アライメントマークの座標から、座標変換によって別の測定装置での試料の測定位置の座標を算出する方法を示す模式図である。

【図6】本発明の実施形態に係る試料ホルダ群の平面図である。

【図7】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図8】第２の試料ホルダのホルダ保持部を示す平面図及び断面図である。

【図9】ホルダ保持部に取付けられる第１の試料ホルダの凹部を示す底面図及び断面図である。

【図10】複数の測定装置の内部にそれぞれ試料ホルダ群及び第１の試料ホルダを取付け、試料をそれぞれの測定装置で測定する態様を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る試料ホルダ１０の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
試料ホルダ１０は、試料１００を囲む有底で略矩形枠状の本体部２と、本体部２の表面の２以上（図１では３つ）の異なる位置にそれぞれ配置されたアライメントマーク６ａ〜６ｃと、本体部２の内側に配置されて試料を保持する試料保持部４と、を備える。
ここで、本実施形態では、試料保持部４は高さが種々異なる複数の矩形のスペーサであり、試料１００の高さ（厚み）に応じて所定高さの試料保持部４を選び、粘着テープ等によって本体部２の内側の底面に試料保持部４を固定し、試料保持部４の上面に粘着テープ等によって試料１００を保持するようになっている。このため、アライメントマーク６ａ〜６ｃのマーク面に対し、試料１００の表面の高さを所定の値に設定することができる。具体的には、図２に示すように、本実施形態では、試料１００の表面と本体部２の表面とがほぼ面一になっており、本体部２の表面から凹むアライメントマーク６ａ〜６ｃのマーク面が、試料１００の表面から一定の高さＨだけ低くなるように設定されている。アライメントマーク６ａ〜６ｃは、大きさ（一辺）が数十μｍの矩形状であり、Ｈは、例えば１０μｍ程度である。

【0012】

高さＨは、測定装置でアライメントマーク６ａ〜６ｃを検出する際に、マーク面と試料１００の表面との高さの差がその測定装置の焦点深度内となるように設定することが好ましい。マーク面と試料１００の表面との高さの差（＝Ｈ）が測定装置の焦点深度内であれば、マーク面を検出するために測定装置でピントを合わせると、試料１００の表面もそのまま観察できるので、マーク面を検出した後に試料１００の表面を観察するために再度ピントを合わせる必要がない。
一般に、測定装置の観察軸と、被観察物（マーク面や試料表面）の垂直度は９０度からわずかにズレており、再度ピントを合わせようとするとＺ方向へわずかに移動し、ＸおよびＹ方向へもズレてしまう。つまり、マーク面のＸＹ座標を基準にして試料１００の同一場所を測定しようとしても、ピントを再度合わせる際に基準となるはずのＸＹ座標がズレてしまう。
特に、後述するように、共通の試料ホルダ１０を用いて複数の測定装置２００，３００で測定を行う場合には、測定装置２００，３００毎に上記垂直度が異なるため、ピントを再度合わせることによる誤差が相乗され、試料１００の同一場所を測定することがさらに困難になる。

【0013】

そこで、マーク面と試料１００の表面との高さの差（＝Ｈ）を、その測定装置の焦点深度内に設定することで、マーク面と試料１００とを同じ視野で観察できるので、ピントを再度合わせる必要がなくなる。
測定装置の視野が２００μｍ×２００μｍ程度であれば、高さＨを１０μｍ程度とすれば十分である。ただし、マーク面のＸＹ座標を取得後、試料１００の表面を観察するために再度ピントを合わせる必要がある場合において、試料１００の観察領域の大きさとの関係でＺ方向への移動が無視できる場合は、マーク面と試料１００の表面との高さの差が測定装置の焦点深度外であってもよく、Ｈの大きさは上記値より大きくてもよい。もちろん、Ｈ＝０とすることがより好ましい。
なお、アライメントマーク６ａ〜６ｃが凹部の場合、マーク面は凹部の底面である。

【0014】

一方、図３は、測定装置２００（図４参照）に備えられ、試料ホルダ１０を載置するためのステージ２０２の平面図である。ステージ２０２は略矩形をなし、対辺に沿って合計３つのガイドピン２０４が立設している（図３（ａ））。そして、各ガイドピン２０４の内側からステージ２０２に試料ホルダ１０を載置し、試料ホルダ１０の外周縁を各ガイドピン２０４に当接させることで、試料ホルダ１０をステージ２０２上に位置決めすることができる（図３（ｂ））。

【0015】

図４は、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置２００、３００の内部にそれぞれ試料ホルダ１０を取付け、試料１００をそれぞれの測定装置２００、３００で測定する態様を示す模式図である。なお、図４の例では、測定装置２００，３００はそれぞれSEM（走査電子顕微鏡）及び走査プローブ顕微鏡である。測定装置３００は試料観察用の光学顕微鏡を備えている。
試料１００の表面を露出させて保持した試料ホルダ１０は、各測定装置２００、３００のそれぞれのステージ２０２，３０２に保持され、各測定装置２００、３００の内部にそれぞれ取付けられる。

【0016】

ここで、まず、試料ホルダ１０を測定装置２００の内部に取付け、各アライメントマーク６ａ〜６ｃの（少なくとも１つの）マーク面を測定装置２００内の電子線による像（例えば二次電子像）として観察し、マーク面にフォーカス（ピント）が合うようにステージ２０２をＺ方向へ移動させる。
次に、試料１００表面の測定位置の座標と、各アライメントマーク６ａ〜６ｃの座標を測定装置２００内でＳＥＭ像として取得する。具体的には、例えば図３（ｂ）のように、アライメントマーク６ｂの例えば左下角に、測定装置２００で観察するＳＥＭ像のクロスライン（十字線）ＣＬを合わせたとき、ステージ２０２の初期位置からのＸＹ方向へのそれぞれの移動量から、アライメントマーク６ｂの座標を取得できる。このようにして、各座標として、アライメントマーク６ａ（Ｘ１、Ｙ１）、アライメントマーク６ｂ（Ｘ２、Ｙ２）、アライメントマーク６ｃ（Ｘ３、Ｙ３）を取得する。
なお、ＳＥＭ像のクロスライン（十字線）ＣＬをアライメントマークの中心に合わせる場合、アライメントマークの中心か否かを目視で判断するので位置決め精度が低下する。アライメントマークが矩形の場合に角部に合わせると、位置決め精度が向上する。又、クロスライン（十字線）ＣＬをアライメントマークの左下角に合わせる場合、他のアライメントマークもすべて左下角に合わせるようにする。

【0017】

そして、試料１００上の測定したい位置にステージ２０２を移動させて、そのときの測定位置ＭのＸＹ座標（Ｘｍ、Ｙｍ）を取得し、測定装置２００で試料１００の走査電子顕微鏡像を測定する。測定が終了すると、測定装置２００から試料ホルダ１０を取り出し、次に試料ホルダ１０を測定装置３００の内部に取付け、まず、各アライメントマーク６ａ〜６ｃの（少なくとも１つの）マーク面を測定装置３００内の光学顕微鏡で観察し、マーク面にフォーカスが合うようにステージ３０２をＺ方向へ移動させる。

【0018】

なお、半導体ウエハでは、試料自身にアライメントマークを有しているが、一般の試料では試料自身にアライメントマークを形成することは困難である。又、試料の厚み（高さ）も種々変化する。そこで、本発明においては、試料ホルダ１０にアライメントマーク６を設けることで、試料１００上の測定したい位置のＸＹ座標を特定することができる。

【0019】

次に、各アライメントマーク６ａ〜６ｃの座標を測定装置３００内の光学顕微鏡で取得する。各座標を取得する方法は、上述の測定装置２００の場合と同様である。このようにして、測定装置３００内での各座標として、アライメントマーク６ａ（Ｘ'１、Ｙ'１）、アライメントマーク６ｂ（Ｘ'２、Ｙ'２）、アライメントマーク６ｃ（Ｘ'３、Ｙ'３）を取得する。
そして、測定装置２００での各アライメントマーク６ａ〜６ｃの座標と、測定装置３００での各アライメントマーク６ａ〜６ｃの座標から、座標変換によって測定装置３００での試料１００の測定位置Ｍの座標（Ｘ'ｍ、Ｙ'ｍ）を算出する。
具体的には、例えば図５に示すように、測定装置２００でのアライメントマーク６ｂ、６ｃ間のＸ方向の長さは（Ｘ２−Ｘ１）であり、測定装置３００でのアライメントマーク６ｂ、６ｃ間のＸ方向の長さは（Ｘ'２−Ｘ'１）である。従って、測定装置３００での試料１００の測定位置ＭのＸ座標であるＸ'ｍ＝Ｘｍ×（Ｘ'２−Ｘ'１）／（Ｘ２−Ｘ１）で求めることができる。測定位置ＭのＹ座標であるＹ'ｍも同様にして求められる。
このようにして、測定装置３００上で測定位置Ｍにおける試料１００の所定の物性をマッピング測定することで、異なる測定装置２００，３００により同一の試料１００の同一の測定位置Ｍを測定できることになる。

【0020】

次に、図６〜図９を参照し、本発明の実施形態に係る試料ホルダ群について説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る試料ホルダ群３０の平面図、図７は、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
試料ホルダ群３０は、第１の試料ホルダ２０と、第１の試料ホルダ２０を囲むようにして第１の試料ホルダ２０を保持する第２の試料ホルダ１０Ｂと、を有する。
第２の試料ホルダ１０Ｂは、上記した試料ホルダ１０と略同一であり、有底で略矩形枠状の第２の本体部２Ｂと、第２の本体部２Ｂの表面の２以上（図６では３つ）の異なる位置にそれぞれ配置された第２のアライメントマーク６と、第２の本体部２Ｂの内側に配置されて第１の試料ホルダ２０を保持するホルダ保持部４Ｂと、を備える。つまり、試料ホルダ１０Ｂは、試料保持部４の代わりにホルダ保持部４Ｂを備えた点が試料ホルダ１０と異なる。ホルダ保持部４Ｂは、本体部２の内側の底面の３箇所から立設する３本のガイドピンである（図８参照）。

【0021】

一方、第１の試料ホルダ２０は、試料１００を囲む有底円筒状の第１の本体部２２と、第１の本体部２２の表面の２以上（図１では３つ）の異なる位置にそれぞれ配置された第１のアライメントマーク２６と、第１の本体部２２の内側に配置されて試料を保持する第１の試料保持部２４と、を備える。第１の試料保持部２４は、試料保持部４と同様、高さが種々異なる複数のスペーサであり、試料１００の高さ（厚み）に応じて所定高さの第１の試料保持部４を選び、粘着テープ等によって第１の本体部２２の内側の底面に試料保持部２４を固定し、第１の試料保持部２４の上面に粘着テープ等によって試料１００を保持するようになっている。このため、アライメントマーク２６のマーク面に対し、試料１００の表面の高さを所定の値に設定することができる。具体的には、図７に示すように、本実施形態では、試料１００の表面と、第１の本体部２２の表面から突出する第１のアライメントマーク２６のマーク面とがほぼ同一高さ（面一）になるように設定されている。
なお、アライメントマーク２６は凸部であり、マーク面は凸部の頂面である。
一方、第２の試料ホルダ１０Ｂの第２のアライメントマーク６は、試料１００の表面から一定の高さＨだけ低くなっている。

【0022】

さらに、図９に示すように、第１の本体部２２の裏面には、ホルダ保持部４Ｂに対応した位置に３箇所の凹部２２ｈが形成されている。そして、第２の試料ホルダ１０Ｂの内部に第１の試料ホルダ２０を収容し、ホルダ保持部４Ｂであるガイドピンを凹部２２ｈに挿入することで、第１の試料ホルダ２０を第２の試料ホルダ１０Ｂ内に位置決めして保持することができる。

【0023】

図１０は、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置２００、４００の内部にそれぞれ試料ホルダ群３０、第１の試料ホルダ２０を取付け、試料１００をそれぞれの測定装置２００、４００で測定する態様を示す模式図である。なお、図１０の例では、測定装置２００はSEM（走査電子顕微鏡）であり、測定装置４００は手動でステージ４０２を移動させるタイプの走査プローブ顕微鏡であって試料観察用の光学顕微鏡を備える。
そして、測定装置２００は、測定装置４００よりも測定領域が広い。測定装置２００，４００は、それぞれ特許請求の範囲の「第２の測定装置」、「第１の測定装置」に相当する。なお、ステージを電動等によって駆動する測定装置は、ステージを手動によって駆動する測定装置より一般に測定領域が広い。

【0024】

ここで、まず、試料ホルダ群３０を測定装置２００の内部のステージ２０２に取付け、上述のフォーカス調整をした後、試料１００表面の測定位置の座標と、各アライメントマーク６の座標と、試料１００の測定位置Ｍの座標を測定装置２００内でＳＥＭ像として取得する。そして、試料１００の走査電子顕微鏡像を測定する。

【0025】

測定装置２００での測定が終了すると、測定装置２００から試料ホルダ群３０を取り出し、次に試料ホルダ群３０から取り外した第１の試料ホルダ２０を測定装置４００の内部に取付け、上述のフォーカス調整を行う。そして、各マークと測定位置Ｍの位置のＸＹ座標を取得する。なお、ステージ４０２には、ホルダ保持部４Ｂと同様の３本のガイドピン４０２ｐが立設しており、ガイドピン４０２ｐを凹部２２ｈに挿入することで、第１の試料ホルダ２０をステージ４０２上に位置決めして保持することができる。
なお、アライメントマーク６，２６はそれぞれ凹部、凸部からなっており、試料１００表面の高さに換算すると、両者の差はＺ方向にＨとなるが、上述の通り測定装置２００，４００の焦点深度内の差であればよい。

【0026】

次に、各アライメントマーク２６の座標を測定装置４００内の光学顕微鏡で取得する。
そして、試料ホルダ１０の場合（図５参照）と同様にして、測定装置２００での各アライメントマーク６の座標と、測定装置４００での各アライメントマーク２６の座標から、座標変換によって測定装置４００での試料１００の測定位置Ｍの座標（Ｘ'ｍ、Ｙ'ｍ）を算出する。
このようにして、測定装置４００上で測定位置Ｍにおける試料１００の所定の物性をマッピング測定することで、異なる測定装置２００，４００により同一の試料１００の同一の測定位置Ｍを測定できることになる。
なお、測定装置４００は、ステージ４０２を手動によって駆動するため、ステージを電動等によって駆動する場合のように、ステージの移動量を検出することができない。そこで、測定装置４００では、光学顕微鏡を観察する際にグリッドまたは格子ラインを表示させ、グリッドの目盛を目視で数えることで、各座標を取得できるようになっている。

【0027】

また、測定装置４００はステージ４０２を手動で移動させるため、ステージ４０２の移動量を検出できず、各アライメントマークと測定位置Ｍの位置を正確に取得することが困難である。そこで、測定装置４００で観察する際には、すべてのアライメントマークを同一視野内で同時に観察しながら基準となるＸＹ座標を取得した後、測定位置Ｍを定めると、上記したグリッドや格子ラインの目盛をＸＹ座標を取得する基準として利用し易くなる。
なお、測定装置２００においても試料ホルダ２０のアライメントマーク２６を検出してもよく、測定に合わせて検出するアライメントマークを選択できる。また、場合によって、試料ホルダ１０Ｂ上のアライメントマーク６は不要としてもよい。この場合は、アライメントマーク２６を検出する。そして、異なる測定原理による複数の測定装置のステージによっては、小さい第１の試料ホルダ２０を固定ができない場合があるが、第１の試料ホルダ２０をより大きい第２の試料ホルダ１０Ｂで保持することで、複数の測定装置の各ステージに第２の試料ホルダ１０Ｂを介して第１の試料ホルダ２０を固定することが出来る。

【0028】

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、それぞれ異なる測定原理による複数の測定装置としては、上述のＳＥＭ，走査プローブ顕微鏡のほか、光干渉顕微鏡、レーザ顕微鏡、光学顕微鏡が挙げられる。
また、アライメントマークは３つ以上が好ましく、２つの場合は対角位置に配置すると好ましい。又、アライメントマークは、断面形状がシャープ（断面が垂直）であるほど、上述のフォーカス調整による読み取り精度が向上する。そして、アライメントマークを機 械加工やレーザ加工で形成すると、断面がテーパ状になって読み取り誤差が大きくなるので、エッチングプロセスで形成したドットパターンを利用するのが好ましい。
試料保持部４及び第１の試料保持部２４はネジによって高さ方向に上下する機構を備えていてもよい。
ホルダ保持部４Ｂは、上記したガイドピンの他、嵌合、爪等による機械式係合等でもよい。
又、ステージ４０２を手動で移動させる測定装置４００において、手動での移動量をある程度正確に読み取れるゲージを付帯する場合には、必ずしもすべてのアライメントマークを同一視野内で同時に観察しなくてもよく、一視野中ではすべてのアライメントマークの一部（例えば、１か所）の位置を検出してもよい。測定装置２００等も同様である。
又、試料ホルダ１０Ｂは、上記した円形状に限らず、多角形状であってもよい。

【符号の説明】

【0029】

２ 本体部
２Ｂ 第２の本体部
４ 試料保持部
４Ｂ ホルダ保持部
６ａ〜６ｃ アライメントマーク
６ 第２のアライメントマーク
１０ 試料ホルダ
１０Ｂ 第２の試料ホルダ
２０ 第１の試料ホルダ
２２ 第１の本体部
２４ 第１の試料保持部
２６ 第１のアライメントマーク
３０ 試料ホルダ群
１００ 試料
２００、３００、４００ 測定装置
２００ 第２の測定装置
４００ 第１の測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】