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(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】2023-11-21
(45)【発行日】2023-11-30
(54)【発明の名称】試験装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20231122BHJP
G01R 33/07 20060101ALI20231122BHJP
G01R 33/02 20060101ALI20231122BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 B
G01R33/07
G01R33/02 Z
H01L21/66 W
H01L21/66 Y
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020020832
(22)【出願日】2020-02-10
(65)【公開番号】P2021128955
(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２００７－０２４５１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－３３４０７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１４７５６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１９８１０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１５１０５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６６
Ｇ０１Ｒ ３３／０７
Ｇ０１Ｒ ３３／０２
Ｈ１０Ｎ ５０／００
(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、
前記テストヘッドに取り付けられる接続ユニットと、
前記接続ユニットに対して着脱可能に取り付けられ、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、
前記接続ユニットの内部に設けられ、前記試験工程において、前記試験用プローブカードを介して前記被試験ウェハに磁場を印加する磁場印加装置と、
を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項2】
前記磁場印加装置は、コアと、
前記コアに巻装されるコイルと、
前記コイルを駆動する駆動回路と、
を備え、
前記接続ユニットは、前記テストヘッドから前記駆動回路に対する制御信号を受信するインタフェース回路をさらに備え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】
前記磁場印加装置は、コアと、
前記コアに巻装されるコイルと、を備え、
前記コイルを駆動する駆動回路は、前記接続ユニットの外部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4】
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、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の試験装置。
【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】
本発明は係る状況においてなされたものであり、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磁場を印加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】
【0006】
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、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、試験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と、接続ユニットに設けられ、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、を備える。
【0007】
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ため、周囲の温度に影響を及ぼす。本態様によれば、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。
【0008】
磁場印加装置に対する制御信号は、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伝送されてもよい。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。これに対して既存のインタフェースを利用することで、システムを簡素化できる。
【0009】
磁場印加装置は、コアと、コアに巻装されるコイルと、コイルを駆動する駆動回路と、を備えてもよい。接続ユニットは、テストヘッドから駆動回路に対する制御信号を受信するインタフェース回路をさらに備えてもよい。
【0010】
磁場印加装置は、コアと、コアに巻装されるコイルと、を備えてもよい。コイルを駆動する駆動回路は、接続ユニットの外部に設けられてもよい。
【0011】
試験装置は、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、をさらに備えてもよい。
【0012】
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。
【0013】
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】
【0014】
本発明のある態様によれば、ウェハ上のデバイスに磁場を印加できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【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】磁場印加装置の断面図である。
【図4】変形例１に係る磁場印加装置の断面図である。
【図5】実施の形態２に係る試験装置を示す図である。
【図6】診断用ウェハを示す図である。
【図7】診断工程における試験装置の構成を示す図である。
【図8】変形例１に係る試験装置を示す図である。
【図9】変形例２に係る試験装置を示す図である。
【図10】変形例３に係る試験装置を示す図である。
【図12】変形例６に係る試験装置を示す図である。
【図13】磁場印加装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
【0017】
（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１００Ｅ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１００Ｅ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。
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１００Ｅ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１００Ｅ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。
【0018】
図２は、実施の形態１に係る試験装置１００Ｅのブロック図である。試験装置１００Ｅ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１００Ｅ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を備える。
【0019】
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１００Ｅを統合的に制御する。
【0020】
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、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。
【0021】
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。
【0022】
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ＢＥＸ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ＢＥＸ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ＢＥＸ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。
【0023】
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ＢＥＸ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ＢＥＸは被試験ウェハ１０に対して垂直方向を向くものとする。
【0024】
試験用プローブカード１６０は、パフォーマンスボードとも称され、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。
【0025】
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ＨｉＦｉｘ１５０あるいはＨｉＦＩＸ（High Fidelity Tester Access Fixture）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の主要部は、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。
【0026】
以上が試験装置１００Ｅ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ＢＥＸ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。
【0027】
図３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ＢＥＸ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３では、試験用プローブカード１６０は省略している。
【0028】
続いて、試験装置１００Ｅの利点を説明する。
【0029】
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。
【0030】
また、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。これに対して本実施の形態によれば、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。
【0031】
これまでの説明では、被試験ウェハ１０に対して垂直方向の外部磁場ＢＥＸ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ＢＥＸを印加するよう構成されてもよい。図４は、変形例１に係る磁場印加装置１４０Ｄの断面図である。図４では、試験用プローブカード１６０は省略している。
【0032】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る試験装置１００を示す図である。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ＢＥＸ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。
図５は、実施の形態２に係る試験装置１００を示す図である。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ＢＥＸ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。
【0033】
図６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ＢＥＸ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６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ＢＥＸ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。
【0034】
複数の磁気検出ユニット１７２は、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ＢＥＸ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。
【0035】
図５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。
【0036】
図７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の出力であるホール信号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。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ＢＥＸ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。
【0037】
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ＢＥＸを発生させる。
【0038】
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ＢＥＸ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ＢＥＸ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。
【0039】
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。
【0040】
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ＢＥＸを正確に測定することが可能となる。
【0041】
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ＢＥＸを多点で測定でき、その強度分布を得ることができる。
【0042】
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。
【0043】
続いて実施の形態２に関連する変形例を説明する。
【0044】
（変形例１）
図８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。
図８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。
【0045】
（変形例２）
図９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。この例では、磁気センサ１７４はホール素子である。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。
図９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。この例では、磁気センサ１７４はホール素子である。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。
【0046】
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。
【0047】
（変形例３）
図１０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、ホール信号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。
図１０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、ホール信号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。
【0048】
（変形例４）
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１１（ａ）～（ｃ）は、変形例４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１１（ａ）、（ｂ）の磁気検出ユニット１７２Ｅ、１７２ＦはＭＲ素子１７８を含む。図１１（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１１（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１１（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。
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１１（ａ）～（ｃ）は、変形例４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１１（ａ）、（ｂ）の磁気検出ユニット１７２Ｅ、１７２ＦはＭＲ素子１７８を含む。図１１（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１１（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１１（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。
【0049】
（変形例５）
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。
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。
【0050】
（変形例６）
図１２は、変形例６に係る試験装置１００Ｆを示す図である。ステージ１３０には温度制御機構が組み込まれている場合がある。車載向け用途のデバイスは－５０℃～１７０℃の温度範囲で動作することが要求される場合があり、その場合、ステージ１３０の温度も、－５０℃～－７０℃まで冷却される。ステージ１３０の冷却の結果、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０の温度が低下すると、結露が発生するおそれがある。そこでウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０には、ドライエア供給源１５４からドライエアが供給可能となっている。
図１２は、変形例６に係る試験装置１００Ｆを示す図である。ステージ１３０には温度制御機構が組み込まれている場合がある。車載向け用途のデバイスは－５０℃～１７０℃の温度範囲で動作することが要求される場合があり、その場合、ステージ１３０の温度も、－５０℃～－７０℃まで冷却される。ステージ１３０の冷却の結果、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０の温度が低下すると、結露が発生するおそれがある。そこでウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０には、ドライエア供給源１５４からドライエアが供給可能となっている。
【0051】
磁場印加装置１４０は発熱体であるため、その発熱が、試験用プローブカード１６０やステージ１３０に影響を及ぼすことは好ましくない。ドライエアのみによる空冷では、冷却能力が不足する様な場合には、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０を冷却するための冷却チラー１９０を設けることで、試験用プローブカード１６０やステージ１３０への熱的な影響を低減できる。
【0052】
図１３は、磁場印加装置１４０Ｆの構成例を示す図である。磁場印加装置１４０Ｆには、コア１４２と密に接触して熱的に結合された冷却機構１５６が設けられる。冷却機構１５６の内部には、冷媒パイプ１９２を経由して冷媒が流入し、冷却機構１５６の内部で熱を奪った冷媒が、冷却機構１５６から冷媒パイプ１９２を介して排出される。
【0053】
またウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０を冷却することで、作業者が接触してやけどを負うなどの被災を防止できる。
【0054】
また、磁場印加装置１４０からは、被試験ウェハ１０に印加すべき外部磁場ＢＥＸとは別に、望ましくない漏洩磁場が発生する。この漏洩磁場は、被試験ウェハ１０や試験装置１００自体、あるいは周囲の機器や人体に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、図１３に示すように、磁場印加装置１４０Ｆは、漏洩磁場を遮蔽する磁気シールド機構１５８を備える。
【0055】
（変形例７）
実施の形態では、磁場印加装置１４０に対する制御信号を、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の通信で伝送することとしたがその限りでなく、それとは別の経路で伝送するようにしてもよい。
実施の形態では、磁場印加装置１４０に対する制御信号を、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の通信で伝送することとしたがその限りでなく、それとは別の経路で伝送するようにしてもよい。
【0056】
磁場印加装置１４０のコントローラを追加し、テスタ本体１１０から、コントローラに制御信号を与え、このコントローラが磁場印加装置１４０の発生磁場を制御するようにしてもよい。
【0057】
また、磁場印加装置１４０のうち、主要部であるコア１４２およびコイル１４４がウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０に内蔵されていればよく、周辺回路である駆動回路１４６は、ウェハ接続ＨｉＦｉｘ１５０の外部に設けてもよい。この場合、テスタ本体１１０から駆動回路１４６を制御するようにしてもよい。
【0058】
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】
【0059】
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
１５４ ドライエア供給源
１５６ 冷却機構
１５８ 磁気シールド機構
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
１９０ 冷却チラー
１０ 被試験ウェハ
１２ 被試験デバイス
１４ 同測領域
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
１５４ ドライエア供給源
１５６ 冷却機構
１５８ 磁気シールド機構
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
１９０ 冷却チラー
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】
【図13】