特許 7323127 試験装置

(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】

(24)【登録日】2023-07-31

(45)【発行日】2023-08-08

(54)【発明の名称】試験装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20230801BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20230801BHJP

   G01R 33/07 20060101ALI20230801BHJP

   G01R 35/00 20060101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

G01R33/02 X

G01R33/07

G01R35/00 M

G01R33/02 Z

H01L21/66 W

H01L21/66 Y

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020020831

(22)【出願日】2020-02-10

(65)【公開番号】P2021128954

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-12-06

(73)【特許権者】

【識別番号】390005175

【氏名又は名称】株式会社アドバンテスト

(73)【特許権者】

【識別番号】302042379

【氏名又は名称】株式会社東栄科学産業

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(74)【代理人】

【識別番号】100133215

【弁理士】

【氏名又は名称】真家 大樹

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 直良

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 茂行

(72)【発明者】

【氏名】内海 良一

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２４５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５１０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９８１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１４７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４３０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３３４０７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

Ｇ０１Ｒ ３３／０７

Ｇ０１Ｒ ３５／００

Ｈ１０Ｎ ５０／００

Ｇ０１Ｒ １／０６

Ｇ０１Ｒ １／０７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気抵抗メモリもしくは磁気センサを含む被試験デバイスが形成された被試験ウェハを試験する試験装置であって、
テストヘッドと、
試験工程において前記被試験ウェハが載置されるステージと、
前記試験工程において前記被試験ウェハに磁場を印加する磁場印加装置と、
前記試験工程において、前記被試験ウェハに対してプローブコンタクト可能に構成される試験用プローブカードと、
複数の磁気検出ユニットが形成されており、前記試験装置の診断工程において、前記被試験ウェハに替えて前記ステージに載置され、各磁気検出ユニットにより前記磁場印加装置が発生する磁場を測定可能な診断用ウェハと、
前記診断工程において前記試験用プローブカードに替えて使用され、前記診断用ウェハに対してプローブコンタクト可能に構成される診断用プローブカードと、
を備えることを特徴とする試験装置。

【請求項2】

前記試験用プローブカードまたは前記診断用プローブカードと前記テストヘッドの間に設けられる接続ユニットをさらに備え、
前記磁場印加装置は、前記接続ユニットに設けられることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記複数の磁気検出ユニットはそれぞれ、
磁気センサと、
前記磁気センサが出力する電気信号を増幅するアンプと、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の試験装置。

【請求項4】

前記複数の磁気検出ユニットはそれぞれ、磁気センサを含み、
前記診断用プローブカードは、前記複数の磁気検出ユニットに対応する複数のアンプを含み、各アンプは、対応する磁気センサが出力する電気信号を増幅することを特徴とする請求項１または２に記載の試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

次世代のメモリとして、磁気抵抗メモリ（ＭＲＡＭ：Magnetoresistive Random Access Memory）が開発されている。磁気抵抗メモリは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ：Magnetic Tunnel Junction）の磁化状態を利用して情報を記録するため、ＳＲＡＭ（Static RAM）やＤＲＡＭ（Dynamic RAM）などの電荷を利用したメモリと異なり、不揮発性を有する。

【0003】

ＭＲＡＭは、データの書き込みに際して、ＭＴＪに磁場を印加することにより、ＭＴＪの磁化の状態を変化させる必要がある。言い換えると、外部の磁場によってＭＴＪの磁化の状態が変化すると、データが破壊される。そのため、ＭＲＡＭは、電気的特性に加えて、外部印加磁場などの磁気的特性も含めて今後、仕様が定められ、ＭＲＡＭは、組み立て工程前に磁気的特性を試験する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－０２４５１８号公報

【文献】特開２００８－１３９３０５号公報

【文献】特開２００４－１５１０５６号公報

【文献】特開２０１２－１９８１０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＭＲＡＭデバイスは、ＤＲＡＭ等と同じようにチップにダイシングされる前のウェハの状態で試験される。試験装置は、広範囲にわたり外部磁場を印加した状態で、複数のチップを同時に試験する。ここで、試験装置は、広範囲に分布する複数のチップに対して、仕様を満たす外部磁場が印加されていることを保証する必要がある。

【0006】

従来では、試験装置とは別に、市販の磁気センサを用意し、磁気センサを、外部磁場が印加すべき領域の近傍に配置して外部磁場を測定する必要があった。この手法では、磁気センサと、実際のウェハの高さ方向の位置を完全に一致させることが難しい。磁場の強度は、距離の２乗に反比例するため、わずかな位置のズレは、大きな測定誤差となって現れるところ、従来の市販の磁気センサにより測定した磁場は、ウェハ上のＭＲＡＭデバイスに印加されるであろう実際の磁場と異なる値を示す。

【0007】

また、市販の磁気センサを用いる場合、そのサイズ的、コスト的な観点から、使用できる磁気センサの個数は限られる。したがって、数点の磁場は測定できるが、空間的な磁場の分布を測定することは難しい。

【0008】

ここではＭＲＡＭデバイスを例として説明したが、磁気センサが集積化されたチップの試験装置においても、同様の問題が生ずる。

【0009】

本発明は係る課題に鑑みてされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ウェハ上のデバイスに印加される磁場を測定可能な試験装置の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のある態様は、磁気抵抗メモリまたは磁気センサを含む被試験デバイスが形成された被試験ウェハを試験する試験装置に関する。試験装置は、テストヘッドと、試験工程において被試験ウェハが載置されるステージと、試験工程において被試験ウェハに磁場を印加する磁場印加装置と、試験工程において使用され、被試験ウェハに対してプローブコンタクト可能に構成される試験用プローブカードと、複数の磁気検出ユニットが形成されており、試験装置の診断工程において、被試験ウェハに替えてステージに載置され、各磁気検出ユニットにより磁場印加装置が発生する磁場を測定可能な診断用ウェハと、診断工程において試験用プローブカードに替えて使用され、診断用ウェハに対してプローブコンタクト可能に構成される診断用プローブカードと、を備える。

【0011】

診断用ウェハに形成した磁気検出ユニットは、被試験ウェハに形成される被試験デバイスと同じ高さに存在することとなる。したがって、診断用ウェハ上の磁気検出ユニットによって、被試験ウェハに形成される被試験デバイスに印加されるであろう外部磁場を正確に測定することが可能となる。磁気検出ユニットの出力は、診断用プローブカードを介してテストヘッドに入力され、テストヘッドあるいはテスタ本体のハードウェアを有効利用して処理することができる。

【0012】

試験装置は、試験用プローブカードまたは診断用プローブカードとテストヘッドの間に設けられる接続ユニットをさらに備え、磁場印加装置は、接続ユニットに設けられてもよい。電磁石は与える電流量に依って磁場強度が変化するため、それ自体が発熱体となるが、この構成では、発熱体である磁場印加装置を、ウェハによって、温度制御すべきステージと分離することができる。また、磁場印加装置を、ステージの下側や側方に設ける場合、磁場印加装置に対する制御信号を伝送するための配線やインタフェースを、新たに追加する必要がある。これに対して本態様では、テストヘッドと接続ユニットの間の既存のインタフェースを利用して、磁場印加装置に対する制御信号を伝送できるため、システムを簡素化できる。

【0013】

磁場印加装置は、ステージの下側に設けられてもよし、ステージの側方に設けられてもよい。

【0014】

複数の磁気検出ユニットはそれぞれ、磁気センサと、磁気センサが出力する電気信号を増幅するアンプと、を含んでもよい。磁気センサは、磁場に応じて電気的な状態が変化する素子であり、その限りでないが、ＭＲ（磁気抵抗）素子や、ＭＩ（磁気インピーダンス）素子、ホール素子などが例示される。アンプを診断用ウェハに集積化し、増幅後の信号を、プローブカードによって読み出すことにより、ノイズ耐性を高めることができる。

【0015】

複数の磁気検出ユニットはそれぞれ、磁気センサを含んでもよい。診断用プローブカードは、複数の磁気検出ユニットに対応する複数のアンプを含んでもよい。各アンプは、対応する磁気センサが出力する電気信号を増幅する。この場合、アンプとしてディスクリート部品を利用できるため、診断用ウェハに集積化されるアンプよりも性能が安定した、および／または高性能なものを用いることができる。

【0016】

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0017】

本発明のある態様によれば、ウェハ上のデバイスに印加される磁場を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】被試験ウェハを示す図である。

【図2】実施の形態１に係る試験装置のブロック図である。

【図3】診断用ウェハを示す図である。

【図4】診断工程における試験装置の構成を示す図である。

【図5】磁場印加装置の断面図である。

【図6】変形例１に係る試験装置を示す図である。

【図7】変形例２に係る試験装置を示す図である。

【図8】変形例３に係る試験装置を示す図である。

【図9】変形例１に係る磁場印加装置の断面図である。

【図10】図１０（ａ）～（ｃ）は、変形例５に係る磁気検出ユニットおよびテストヘッドの回路図である。

【図11】実施の形態２に係る試験装置のブロック図である。

【図12】実施の形態３に係る試験装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0020】

（実施の形態１）
図１は、被試験ウェハ１０を示す図である。被試験ウェハ１０には、複数の被試験デバイス１２が形成されており、ダイシングすることにより、被試験デバイス１２のチップが得られる。本実施の形態において被試験デバイス１２はＭＲＡＭであり、ＭＲＡＭのセルを構成するＭＴＪや、その周辺回路、コンタクト用の複数のピン（電極）を有する。破線１４は、後述の試験装置１００によって同時測定される範囲（同測領域という）を示しており、通常、試験装置１００は、複数の（たとえば２５６個、１２８個など）被試験デバイス１２を同時に測定する。

【0021】

図２は、実施の形態１に係る試験装置のブロック図である。試験装置１００は、図１の被試験ウェハ１０を試験するウェハ検査装置である。試験装置１００は、テスタ本体１１０、テストヘッド１２０、ステージ１３０、磁場印加装置１４０、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０、試験用プローブカード１６０、診断用ウェハ１７０、診断用プローブカード１８０を備える。

【0022】

テスタ本体１１０は、テストプログラムを実行する演算処理装置を備え、試験装置１００を統合的に制御する。

【0023】

テストヘッド１２０には、被試験デバイス１２に電力を供給するデバイス電源１２２や、電圧電流測定器（ＤＶＭ）１２４、パターン発生器１２６、インタフェース回路１２８などのハードウェアが内蔵される。これらのハードウェアは、テスタ本体１１０によって制御される。これらのハードウェアの一部は、テスタ本体１１０に設けられてもよい。インタフェース回路（トランシーバ）１２８は、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に設けられるインタフェース回路１５２との間で、データを送受信可能に構成される。インタフェース回路１２８の種類は特に限定されないが、たとえばイーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのプロトコルを採用してもよい。

【0024】

ステージ１３０はチャックとも称され、試験工程においてその上に、被試験ウェハ１０が載置される。ステージ１３０は、Ｘ，Ｙ、Ｚ方向に移動可能であり、さらにＺ軸周りのθ方向に回動可能であってもよい。

【0025】

磁場印加装置１４０は、試験工程において被試験ウェハ１０に外部磁場Ｂ_ＥＸを印加する。具体的には磁場印加装置１４０は、被試験ウェハ１０の同測領域１４に、言い換えると、同測領域１４に含まれる複数の被試験デバイス１２に対して、実質的に均一な外部磁場Ｂ_ＥＸを印加するように構成されている。磁場印加装置１４０の構成は特に限定されないが、外部磁場Ｂ_ＥＸの大きさや波形を電気的に制御可能な電磁石で構成するとよい。

【0026】

ＭＲＡＭには、垂直磁場を印加するタイプと、水平磁場を印加するタイプが存在する。磁場印加装置１４０が発生する外部磁場Ｂ_ＥＸの向きは、ＭＲＡＭの種類に応じて定められ、本実施の形態では、外部磁場Ｂ_ＥＸは被試験ウェハ１０に対して垂直方向を向くものとする。

【0027】

試験用プローブカード１６０は、試験工程において、被試験ウェハ１０に対してプローブコンタクト可能に構成される。具体的には試験用プローブカード１６０の底面には、被試験ウェハ１０の複数のピンと接触可能な複数のプローブ針１６２が設けられる。

【0028】

テストヘッド１２０と試験用プローブカード１６０の間には、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ（High Fidelity Tester Access Fixture）１５０と呼ばれる接続ユニット（インタフェース）が設けられ、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０を経由して、テストヘッド１２０と試験用プローブカード１６０の間の信号が伝送される。本実施の形態において、磁場印加装置１４０は、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に設けられている。磁場印加装置１４０に対する制御信号は、テストヘッド１２０のインタフェース回路１２８と、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０のインタフェース回路１５２の間の通信によって伝送することができる。

【0029】

以上が試験装置１００の基本構成である。通常の試験工程では、同測領域１４に含まれる複数の被試験デバイス１２に対して、磁場印加装置１４０によって外部磁場Ｂ_ＥＸを印加しながら、被試験デバイス１２であるＭＲＡＭに対するデータの書き込みや読み出しを行い、被試験デバイス１２が正常に動作するか否かが検査される。ステージ１３０によって被試験ウェハ１０の位置を移動させ、同じ処理を繰り返すことにより、被試験ウェハ１０の全チップが検査される。

【0030】

試験装置１００は、診断工程において、磁場印加装置１４０が発生する外部磁場Ｂ_ＥＸを測定可能となっている。磁場印加装置１４０の診断、校正のために、試験装置１００は、診断用ウェハ１７０および診断用プローブカード１８０とともに使用される。

【0031】

図３は、診断用ウェハ１７０を示す図である。診断用ウェハ１７０は、試験装置１００の診断工程において、被試験ウェハ１０に替えてステージ１３０に載置される。診断用ウェハ１７０には、磁場印加装置１４０が発生する磁場Ｂ_ＥＸを測定可能な複数の磁気検出ユニット１７２が形成されている。図３には、同測領域１４が破線で示される。同測領域１４は、均一な外部磁場Ｂ_ＥＸの印加を保証すべき範囲といえる。診断用ウェハ１７０の材料は特に限定されないが、シリコンやＳｉＣ、ＧａＮなどの半導体基板であってもよいし、半導体以外の基板であってもよい。

【0032】

複数の磁気検出ユニット１７２は、被試験ウェハ１０に対して磁場印加装置からの外部磁場Ｂ_ＥＸの強度分布が均一を保証される同測領域１４あるいはそれより広い範囲にわたって配置され、外部磁場Ｂ_ＥＸの強度分布を取得可能となっている。ここでは９個の磁気検出ユニット１７２が示されるが、磁気検出ユニット１７２の個数は限定されず、高い空間分解能が必要であれば、その個数を多くし、そうで無い場合はその個数を減らすことができる。

【0033】

図２に戻る。診断用プローブカード１８０は診断用ウェハ１７０とセットで使用され、診断工程において試験用プローブカード１６０に替えてウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に装着される。診断用プローブカード１８０は、診断用ウェハ１７０と対向して設けられ、診断用ウェハ１７０に対してプローブコンタクト可能に構成される。具体的には診断用プローブカード１８０の底面には、診断用ウェハ１７０の複数のピンと接触可能な複数のプローブ針１８２が設けられる。

【0034】

図４は、診断工程における試験装置１００の構成を示す図である。診断用ウェハ１７０には、複数の磁気検出ユニット１７２が形成されている。磁気検出ユニット１７２は、磁気センサ１７４と、磁気センサ１７４の出力である電気信号Ｈ＋，Ｈ－を差動増幅するアンプ１７６を含み、三端子構造（ＶＤＤ，ＧＮＤ，ＯＵＴ）を有する。この例では、磁気センサ１７４はホール素子である。磁気検出ユニット１７２の電源ピンＶＤＤには、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０および診断用プローブカード１８０を介して、デバイス電源１２２が発生する電源電圧が供給される。また磁気検出ユニット１７２の接地ピンＶＤＤには、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０および診断用プローブカード１８０を介して、デバイス電源１２２の接地電圧が供給される。また磁気検出ユニット１７２の出力ピンＯＵＴには、磁気センサ１７４が受けた外部磁場Ｂ_ＥＸに応じた検出信号が発生する。出力ピンＯＵＴは、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０および診断用プローブカード１８０を介して、ＤＶＭ１２４と接続されており、検出信号がデジタル信号として取り込まれる。

【0035】

ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０には、磁場印加装置１４０が設けられる。なお、スペースの関係で磁場印加装置１４０を縮小して示すが、実際には、複数の磁気検出ユニット１７２をカバーする面積を有する。磁場印加装置１４０は、ひとつまたは複数のコア１４２と、各コア１４２に巻装されるコイル１４４と、駆動回路１４６を備える。駆動回路１４６は、テストヘッド１２０から供給される制御信号を受け、制御信号に応じて、コイル１４４に流れる電流を制御し、外部磁場Ｂ_ＥＸを発生させる。

【0036】

診断工程においては、診断用ウェハ１７０に形成される複数Ｎ個の磁気検出ユニット１７２の全部に対して、一斉にコンタクトを取り、Ｎ個すべての磁気検出ユニット１７２を利用して、Ｎ点の外部磁場Ｂ_ＥＸを一斉に測定するようにしてもよい。あるいはＮ点の外部磁場Ｂ_ＥＸを一斉に測定するのではなく、何回かに分けて測定してもよい。

【0037】

図５は、磁場印加装置１４０の断面図である。磁場印加装置１４０は、コア１４２と、コア１４２に巻装されるコイル１４４を備える。この構成によれば、被試験ウェハ１０に対して垂直な外部磁場Ｂ_ＥＸを印加できる。磁場印加装置１４０は上述のようにウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に内蔵されている。図５では、試験用プローブカード１６０は省略している。

【0038】

以上が試験装置１００の構成である。続いて、試験装置１００の利点を説明する。

【0039】

診断用ウェハ１７０に形成した磁気検出ユニット１７２は、被試験ウェハ１０に形成される被試験デバイス１２と同じ高さに存在することとなる。したがって、診断用ウェハ１７０上の磁気検出ユニット１７２によって、被試験ウェハ１０に形成される被試験デバイス１２に印加されるであろう外部磁場Ｂ_ＥＸを正確に測定することが可能となる。

【0040】

磁気検出ユニット１７２は診断用ウェハ１７０に半導体プロセスで集積化して作製することができるため、従来の市販の磁気プローブよりも高密度に配置することができる。したがって、Ｎ個の磁気検出ユニット１７２によって、磁場印加装置１４０が発生する外部磁場Ｂ_ＥＸを多点で測定でき、その強度分布を得ることができる。

【0041】

従来の市販磁気プローブを用いる手法では、磁気プローブに専用の計測器を用いる必要があり、計測器の出力をテスタ本体１１０に取り込みたい場合、ユーザは、複雑な試験システムを構築する必要がある。これに対して、本実施の形態では、磁気検出ユニット１７２から得られる電気信号を、テストヘッド１２０に内蔵されるハードウェア、すなわち試験装置１００が標準的に備えるハードウェアを利用して処理することができ、さらに、得られた磁気分布に関するデータをテスタ本体１１０が直接的に処理することが可能である。

【0042】

さらに、本実施の形態では、磁場印加装置１４０をウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に内蔵することとした。多くの試験装置において、被試験ウェハ１０の温度特性が検査され、ステージ１３０の温度は動的に制御される。磁場印加装置１４０を構成する電磁石は、与える電流量に依って磁場強度が変化するとともに、それ自体が発熱体となるため、磁場印加装置１４０を、温度制御可能なステージ１３０と近接して配置させると、ステージ１３０の温度制御に悪影響を及ぼすおそれがある。本実施の形態によれば、磁場印加装置１４０を、試験用プローブカード１６０および被試験ウェハ１０（あるいは診断用ウェハ１７０および診断用プローブカード１８０）によって、熱源であるステージ１３０と分離することができ、熱の影響を受けにくくできる。

【0043】

第２、第３の実施の形態で説明するように、磁場印加装置１４０をステージ１３０の下側あるいは側方に配置することも可能であるが、その場合、テストヘッド１２０から磁場印加装置１４０を制御するための制御ラインを、別途設ける必要がある。これに対して実施の形態１によれば、磁場印加装置１４０をウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に内蔵しているため、テストヘッド１２０とウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０の間の既存のインタフェース回路１２８，１５２を利用して、磁場印加装置１４０に対する制御信号を伝送できるため、システムを簡素化できる。さらに磁場印加装置１４０を、テストヘッド１２０に内蔵されるハードウェアと同列に扱うことが可能となるため、磁場印加装置１４０に対する制御命令を、テスタ本体１１０が実行するテストプログラムに記述することが可能となる。

【0044】

続いて実施の形態１に関連する変形例を説明する。

【0045】

（変形例１）
図６は、変形例１に係る試験装置１００Ａを示す図である。この変形例１では、診断用プローブカード１８０において、複数の磁気検出ユニット１７２のＧＮＤピンは共通に接続され、接地されている。診断用プローブカード１８０においてＧＮＤピン同士をショートすることにより、インピーダンスを下げることができ、ノイズに対する耐性を高めることができる。

【0046】

（変形例２）
図７は、変形例２に係る試験装置１００Ｂを示す図である。磁気検出ユニット１７２は、磁気センサ１７４と、電源ピンＶＤＤ、接地ピンＧＮＤ、一対の出力ピンＯＵＴＰ，ＯＵＴＮを有する。磁気センサ１７４が発生する正極と負極の電気信号Ｈ＋，Ｈ－は、出力ピンＯＵＴＰ，ＯＵＴＮを経由して、診断用プローブカード１８０に供給される。診断用プローブカード１８０は、電気信号Ｈ＋，Ｈ－を差動増幅するアンプ１８４を備える。アンプ１８４の出力は、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０を経由してＤＶＭ１２４に供給され、取り込まれる。

【0047】

上述の変形例１は、変形例２に比べてプローブ針１８２の本数を減らすことができるという利点がある。一方、変形例２は、アンプ１８４としてディスクリート部品を利用できるため、診断用ウェハ１７０に集積化されるアンプ１７６よりも性能が安定した、および／または高性能なものを用いることができる。

【0048】

（変形例３）
図８は、変形例３に係る試験装置１００Ｃを示す図である。磁気検出ユニット１７２の構成は変形例２と同様である。変形例３では、磁気センサ１７４が発生する正極と負極の電気信号Ｈ＋，Ｈ－は、出力ピンＯＵＴＰ，ＯＵＴＮ、診断用プローブカード１８０、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０を介して、ＤＶＭ１２４に供給され、取り込まれる。変形例３は、電気信号Ｈ＋，Ｈ－の信号レベルが十分に大きく、Ｓ／Ｎ比が高いプラットフォームにおいて有効である。

【0049】

（変形例４）
実施の形態１では、被試験ウェハ１０に対して垂直方向の外部磁場Ｂ_ＥＸを発生したがその限りでなく、磁場印加装置１４０は、被試験ウェハ１０の面内方向の外部磁場Ｂ_ＥＸを印加するよう構成されてもよい。図９は、変形例１に係る磁場印加装置１４０Ｄの断面図である。磁場印加装置１４０は上述のようにウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に内蔵される。図９では、試験用プローブカード１６０は省略している。

【0050】

（変形例５）
磁気検出ユニット１７２は、磁気センサ１７４としてホール素子に替えて、磁場に応じて抵抗が変化するＭＲ（磁気抵抗）センサを備えてもよい。図１０（ａ）～（ｃ）は、変形例５に係る磁気検出ユニット１７２およびテストヘッド１２０の回路図である。図１０（ａ）、（ｂ）の磁気検出ユニット１７２Ｅ、１７２ＦはＭＲ素子１７８を含む。図１０（ａ）のテストヘッド１２０Ｅは、電流印加／電圧測定によって、ＭＲ素子１７８の抵抗値の変化を検出する。図１０（ｂ）のテストヘッド１２０Ｆは、電圧印加／電流測定によって、ＭＲ素子１７８の抵抗値の変化を検出する。図１０（ｃ）の磁気検出ユニット１７２Ｇは、ＭＲ素子１７８に加えて、抵抗１７９を含む。テストヘッド１２０Ｇは、ＦＯＲＣＥピンとＧＮＤピンの間に定電圧を印加し、ＳＥＮＳＥピンに発生する電圧を測定する。抵抗１７９を、診断用プローブカード１８０に設けてもよい。

【0051】

（変形例６）
実施の形態では、被試験ウェハ１０を分割して検査する場合を説明したが、ウェハ一括方式（Full Wafer Contact）にも本発明は適用可能である。この場合、磁場印加装置１４０は、被試験ウェハ１０の全面にわたり、均一な磁場を印加可能に構成される。

【0052】

（実施の形態２）
実施の形態１では、磁場印加装置１４０をウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に内蔵する場合を説明したが、その限りでない。図１１は、実施の形態２に係る試験装置１００Ｈのブロック図である。実施の形態２では、磁場印加装置１４０は、ステージ１３０の下側に配置される。上述のようにステージ１３０は熱源であり、磁場印加装置１４０は熱の影響を受けやすいため、磁場印加装置１４０とステージ１３０の間を断熱するとよい。

【0053】

磁場印加装置１４０が発生する外部磁場Ｂ_ＥＸは、被試験ウェハ１０の垂直方向でもよいし、面内方向でもよい。

【0054】

（実施の形態３）
図１２は、実施の形態３に係る試験装置１００Ｉのブロック図である。実施の形態３では、磁場印加装置１４０は、ステージ１３０の横に配置され、被試験ウェハ１０の面内方向の外部磁場Ｂ_ＥＸを発生する。この構成によれば、広範囲にわたり均一な磁場を形成できる。

【0055】

実施の形態１～３では、被試験デバイス１２が、ＭＲＡＭである場合を説明したがその限りでなく、被試験デバイス１２は、ホールセンサやＭＲセンサなどを含む磁気センサであってもよい。この場合、磁場印加装置１４０が発生する外部磁場Ｂ_ＥＸを変化させ、それに対する磁気センサの応答性が測定される。

【0056】

実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

【符号の説明】

【0057】

１００ 試験装置
１１０ テスタ本体
１２０ テストヘッド
１２２ デバイス電源
１２４ ＤＶＭ
１２６ パターン発生器
１２８ インタフェース回路
１３０ ステージ
１４０ 磁場印加装置
１４２ コア
１４４ コイル
１４６ 駆動回路
１５０ ウェハ接続ＨｉＦｉｘ
１５２ インタフェース回路
１６０ 試験用プローブカード
１６２ プローブ針
１７０ 診断用ウェハ
１７２ 磁気検出ユニット
１７４ 磁気センサ
１７６ アンプ
１７８ ＭＲ素子
１７９ 抵抗
１８０ 診断用プローブカード
１８２ プローブ針
１８４ アンプ
１０ 被試験ウェハ
１２ 被試験デバイス
１４ 同測領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】