JP3054458B2 - 磁気抵抗素子の磁気特性測定方法及び磁気特性測定装置 - Google Patents
磁気抵抗素子の磁気特性測定方法及び磁気特性測定装置Info
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- JP3054458B2 JP3054458B2 JP3105307A JP10530791A JP3054458B2 JP 3054458 B2 JP3054458 B2 JP 3054458B2 JP 3105307 A JP3105307 A JP 3105307A JP 10530791 A JP10530791 A JP 10530791A JP 3054458 B2 JP3054458 B2 JP 3054458B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はウェハー上に形成した強
磁性磁気抵抗素子の磁気特性測定方法並びに磁気特性測
定装置に関する。
磁性磁気抵抗素子の磁気特性測定方法並びに磁気特性測
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】強磁性磁気抵抗素子（例えば、特開昭５
０ー２８９８９号公報、特開昭５５ー１３９５９号公報
又は特開昭５７ー４８２８３号公報参照）は、磁場を検
出する磁気センサとして広く用いられており、印加する
磁場の方向とか強さに応じて電気抵抗が変る特性を利用
している。又、四つの磁気抵抗素子を図３（ａ）のよう
にブリッジに接続したかたちでチップ上に１〜４形成
し、磁界の方向に応じてブリッジの出力電圧が変る特性
を利用することもある。
０ー２８９８９号公報、特開昭５５ー１３９５９号公報
又は特開昭５７ー４８２８３号公報参照）は、磁場を検
出する磁気センサとして広く用いられており、印加する
磁場の方向とか強さに応じて電気抵抗が変る特性を利用
している。又、四つの磁気抵抗素子を図３（ａ）のよう
にブリッジに接続したかたちでチップ上に１〜４形成
し、磁界の方向に応じてブリッジの出力電圧が変る特性
を利用することもある。
【０００３】この種の磁気抵抗素子を用いた磁気センサ
は図４に示す工程で磁気特性が測定されている。先ずウ
ェハーの表面に強磁性抵抗体を蒸着して薄膜を形成し、
リソグラフィー，エッチング工程で複数の強磁性磁気抵
抗素子（以下磁気抵抗素子又は単に素子という）のパタ
ーンを形成した後で、その表面に保護膜を形成する。
は図４に示す工程で磁気特性が測定されている。先ずウ
ェハーの表面に強磁性抵抗体を蒸着して薄膜を形成し、
リソグラフィー，エッチング工程で複数の強磁性磁気抵
抗素子（以下磁気抵抗素子又は単に素子という）のパタ
ーンを形成した後で、その表面に保護膜を形成する。
【０００４】さらに、ダイシング、ダイボンディング、
ワイヤーボンディングの各工程を経た後、数個を抜き取
って磁気特性を測定していた。このように、１枚のウェ
ハーの中から数個の磁気抵抗素子のチップを抜き取って
磁気特性を測定するときは、磁気特性を測定するために
チップと測定用電気回路とをワイヤーボンディングで接
続していた。
ワイヤーボンディングの各工程を経た後、数個を抜き取
って磁気特性を測定していた。このように、１枚のウェ
ハーの中から数個の磁気抵抗素子のチップを抜き取って
磁気特性を測定するときは、磁気特性を測定するために
チップと測定用電気回路とをワイヤーボンディングで接
続していた。
【０００５】そして、前述のように生産ラインから抜き
とって測定用電気回路に接続したチップ（素子）は生産
ラインに戻すことなく、捨てていた。なお、ウェハーの
状態で磁気抵抗素子の磁気特性を測定するには、ウェハ
ー上のチップに磁場を印加しなければならないが、ヘル
ムホルツコイルをプローバに組み込むことは構造が複雑
になり、大きなスペースも必要となることから現実的で
なく、これまで適当な磁場を印加する方法がなかった。
とって測定用電気回路に接続したチップ（素子）は生産
ラインに戻すことなく、捨てていた。なお、ウェハーの
状態で磁気抵抗素子の磁気特性を測定するには、ウェハ
ー上のチップに磁場を印加しなければならないが、ヘル
ムホルツコイルをプローバに組み込むことは構造が複雑
になり、大きなスペースも必要となることから現実的で
なく、これまで適当な磁場を印加する方法がなかった。
【０００６】そこで、ウェハーの状態では磁場をかけな
いで素子の電気的特性、例えば抵抗値だけを測定するこ
とが行われており、図５に示すようなプローバ５を用い
ていた。
いで素子の電気的特性、例えば抵抗値だけを測定するこ
とが行われており、図５に示すようなプローバ５を用い
ていた。
【０００７】プローバ（５）はＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動
するステージ（６）にウェハー（７）をのせ、ウェハー
（７）の表面に形成されている素子（８）の一つ（８
ａ）にプローブニードル（９）を接触させて、その素子
の電気的特性を測定する。プローブニードル（９）は複
数のプローブ（１０）に夫々取付られ図示されてない抵
抗測定器と素子との間の電気的接続を行なうもので、一
つの素子（８ａ）の測定が終了するとステージ（６）を
下降させて次の素子（８）をプローブニードル９の下に
移動させたあと再度ステージ（６）を上昇してほどよい
強さでプローブニードルを素子（８）の端子部分へ圧接
させるもので、順に多数の素子への電気的接続を行なう
周知の装置である。
するステージ（６）にウェハー（７）をのせ、ウェハー
（７）の表面に形成されている素子（８）の一つ（８
ａ）にプローブニードル（９）を接触させて、その素子
の電気的特性を測定する。プローブニードル（９）は複
数のプローブ（１０）に夫々取付られ図示されてない抵
抗測定器と素子との間の電気的接続を行なうもので、一
つの素子（８ａ）の測定が終了するとステージ（６）を
下降させて次の素子（８）をプローブニードル９の下に
移動させたあと再度ステージ（６）を上昇してほどよい
強さでプローブニードルを素子（８）の端子部分へ圧接
させるもので、順に多数の素子への電気的接続を行なう
周知の装置である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、磁
気特性を測定するのに、生産工程の後の方で抜き取りで
行なっており、しかも抜き取ったチップは捨てていたた
め、歩溜りに悪影響するだけでなく、生産工程の最後の
段階にならなければ不良ロットが分からない。そして抜
き取りであるため個々のチップの磁気特性は測定してい
ないという問題点があった。
気特性を測定するのに、生産工程の後の方で抜き取りで
行なっており、しかも抜き取ったチップは捨てていたた
め、歩溜りに悪影響するだけでなく、生産工程の最後の
段階にならなければ不良ロットが分からない。そして抜
き取りであるため個々のチップの磁気特性は測定してい
ないという問題点があった。
【０００９】又、磁気特性を測定するためにダイボンデ
ィングやワイヤーボンディング等の準備作業を要し、磁
気特性を測定するための時間が長くなるという問題点が
あった。
ィングやワイヤーボンディング等の準備作業を要し、磁
気特性を測定するための時間が長くなるという問題点が
あった。
【００１０】又、素子に磁場をかけないときの素子の抵
抗値とか断線の有無のチェックについては、上述のよう
に図５のプローバ５を用いて可能であるが、磁場による
磁気抵抗変化を測定したり、図３（ａ）の４素子タイプ
の中心電圧の違いを測定するには素子面内で回転する磁
場をかけて測定する必要がある。
抗値とか断線の有無のチェックについては、上述のよう
に図５のプローバ５を用いて可能であるが、磁場による
磁気抵抗変化を測定したり、図３（ａ）の４素子タイプ
の中心電圧の違いを測定するには素子面内で回転する磁
場をかけて測定する必要がある。
【００１１】中心電圧を測定するのに磁場を印加しなが
ら測定する必要があるのは、図６（ａ）又は（ｂ）に示
すように、磁気抵抗素子は、素子を構成する強磁性抵抗
体の材質によっては、磁場が"零”の場合に残留磁気を
もったり、製造上一方向に自発磁化をもっており、磁場
が"零”で抵抗値又は出力電圧を測定しても動作の中心
値を示すとは限らないからである。図６において強磁性
抵抗体の材質は、同図（ａ）はＮｉ−Ｃｏ系、同図
（ｂ）はＮｉ−Ｆｅ系である。
ら測定する必要があるのは、図６（ａ）又は（ｂ）に示
すように、磁気抵抗素子は、素子を構成する強磁性抵抗
体の材質によっては、磁場が"零”の場合に残留磁気を
もったり、製造上一方向に自発磁化をもっており、磁場
が"零”で抵抗値又は出力電圧を測定しても動作の中心
値を示すとは限らないからである。図６において強磁性
抵抗体の材質は、同図（ａ）はＮｉ−Ｃｏ系、同図
（ｂ）はＮｉ−Ｆｅ系である。
【００１２】例えば図３（ａ）のような４素子の差動出
力の磁気抵抗素子の出力を図３（ｂ）のコンパレータ１
１に入力し、素子面内で回転する回転磁界に応じたパル
ス出力を出させる場合、そのデューティ比は５０％が望
ましく、そのためには４素子の接続点のＯＵＴ１とＯＵ
Ｔ２の電圧が等しい素子を正確に選び出さなければなら
ない。そこで回転磁場を加えながらＯＵＴ１とＯＵＴ２
の信号電圧を正確に測定する磁気特性測定が必要とな
る。
力の磁気抵抗素子の出力を図３（ｂ）のコンパレータ１
１に入力し、素子面内で回転する回転磁界に応じたパル
ス出力を出させる場合、そのデューティ比は５０％が望
ましく、そのためには４素子の接続点のＯＵＴ１とＯＵ
Ｔ２の電圧が等しい素子を正確に選び出さなければなら
ない。そこで回転磁場を加えながらＯＵＴ１とＯＵＴ２
の信号電圧を正確に測定する磁気特性測定が必要とな
る。
【００１３】しかも、ブリッジの個々の中心電圧がアン
バランスな不良素子の除去や、製造工程中のミスによる
ロットアウトは、工程中のできるだけ早い段階で行なう
のが望ましい。
バランスな不良素子の除去や、製造工程中のミスによる
ロットアウトは、工程中のできるだけ早い段階で行なう
のが望ましい。
【００１４】そこで、本発明は、素子をウェハーのまま
プローバによって自動的に磁気特性を測定できる測定方
法とこの測定方法の実施に使用する測定装置を提供し
て、前記の問題点を解消することを目的とする。
プローバによって自動的に磁気特性を測定できる測定方
法とこの測定方法の実施に使用する測定装置を提供し
て、前記の問題点を解消することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気抵抗素子の磁気特性測定方法は、ウェ
ハー（７）に形成された磁気抵抗素子（８）の電気特性
をプローバで測定するときに、ウェハー（７）の面と平
行な面内で磁石を回転させて、ウェハー上の測定すべき
磁気抵抗素子（８ａ）に回転磁場を印加しながら磁気特
性を測定している。
に、本発明の磁気抵抗素子の磁気特性測定方法は、ウェ
ハー（７）に形成された磁気抵抗素子（８）の電気特性
をプローバで測定するときに、ウェハー（７）の面と平
行な面内で磁石を回転させて、ウェハー上の測定すべき
磁気抵抗素子（８ａ）に回転磁場を印加しながら磁気特
性を測定している。
【００１６】又、本発明における磁気抵抗素子の磁気特
性測定装置は、先端にプローブニードル（９）を組付け
た複数のプローブ（１０）を備えたプローバのプローブ
ヘッド（１２）に、磁石（１８）と該磁石（１８）を回
転させる駆動機構（１７）とを着脱可能に取付けたこと
を特徴とする。
性測定装置は、先端にプローブニードル（９）を組付け
た複数のプローブ（１０）を備えたプローバのプローブ
ヘッド（１２）に、磁石（１８）と該磁石（１８）を回
転させる駆動機構（１７）とを着脱可能に取付けたこと
を特徴とする。
【００１７】
【作用】回転磁石による回転磁場が、プローバのステー
ジに載置されたウェハーの、プローブニードルに圧接さ
れた磁気抵抗素子に印加され、ウェハー上の磁気抵抗素
子の磁気特性を順に測定できる。
ジに載置されたウェハーの、プローブニードルに圧接さ
れた磁気抵抗素子に印加され、ウェハー上の磁気抵抗素
子の磁気特性を順に測定できる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の磁気特性測定装置の実施例
で、６はプローバのステージ、７はステージ６に載置さ
れたウェハー、８はウェハー７上に多数形成された磁気
抵抗素子、９はプローブニードルで、複数のプローブ１
０に夫々取付けられている。なおこのような構造のプロ
ーバは前記従来技術の項で説明したように周知であるた
め、より詳しい説明はしない。
で、６はプローバのステージ、７はステージ６に載置さ
れたウェハー、８はウェハー７上に多数形成された磁気
抵抗素子、９はプローブニードルで、複数のプローブ１
０に夫々取付けられている。なおこのような構造のプロ
ーバは前記従来技術の項で説明したように周知であるた
め、より詳しい説明はしない。
【００１９】１２はプローブヘッドで、その上にリング
状のスペーサ１３が載置されている。１４はプローブヘ
ッド１２に植設された数本のノックピンでスペーサ１３
などの位置合わせ用に用いられる。
状のスペーサ１３が載置されている。１４はプローブヘ
ッド１２に植設された数本のノックピンでスペーサ１３
などの位置合わせ用に用いられる。
【００２０】１５はピン１４に嵌まる嵌合孔を備えたホ
ルダーで、全体がほぼ円板状で、その中央にモータケー
ス１６が取付られ、該モータケース１６内に、モータ１
７がその回転軸１７ａを垂直にしてモータケース１６か
ら下方に突出している。
ルダーで、全体がほぼ円板状で、その中央にモータケー
ス１６が取付られ、該モータケース１６内に、モータ１
７がその回転軸１７ａを垂直にしてモータケース１６か
ら下方に突出している。
【００２１】１８はリング状の磁石で、その軸心がモー
タ１７の回転軸１７ａの軸心と一致するように、回転軸
１７ａの下端に取付られ、直径方向に磁化されている。
ステージ６を図示の位置に上昇させて、プローブニード
ル９を多数の素子８のうちの一つの素子８ａに圧接させ
たときに、磁石１８による磁場が、素子８ａの面と平行
に印加される。
タ１７の回転軸１７ａの軸心と一致するように、回転軸
１７ａの下端に取付られ、直径方向に磁化されている。
ステージ６を図示の位置に上昇させて、プローブニード
ル９を多数の素子８のうちの一つの素子８ａに圧接させ
たときに、磁石１８による磁場が、素子８ａの面と平行
に印加される。
【００２２】実施例では磁石１８として外径１２ｍｍの
２極着磁の希土類磁石を用い、素子面から磁石１８まで
の高さ６ｍｍで、１００［Ｇ］の磁場を素子８ａにかけ
ることができた。
２極着磁の希土類磁石を用い、素子面から磁石１８まで
の高さ６ｍｍで、１００［Ｇ］の磁場を素子８ａにかけ
ることができた。
【００２３】この状態でモータ１７を回転させて、素子
８ａにかける磁場を回転させ、プローブ１０と接続され
た図示されてない抵抗測定器、又は電圧源とシンクロス
コープ等の測定器を用いて、素子の磁気特性を測定す
る。
８ａにかける磁場を回転させ、プローブ１０と接続され
た図示されてない抵抗測定器、又は電圧源とシンクロス
コープ等の測定器を用いて、素子の磁気特性を測定す
る。
【００２４】そしてプローバのステッピング機構によっ
てウェーハ上の多数の素子の磁気特性を順に測定する。
なお磁石１２を回転させる駆動機構としては、電気的な
モータ１７に限らなくて、エアモータを用いることもで
きる。
てウェーハ上の多数の素子の磁気特性を順に測定する。
なお磁石１２を回転させる駆動機構としては、電気的な
モータ１７に限らなくて、エアモータを用いることもで
きる。
【００２５】磁石１８と素子８ａとの距離は、モータケ
ース１６のねじ部を調節することで、上下方向に加減で
き、こうすることで、素子にかかる磁場の強さを設定で
きる。又、モータケース１６のねじ部を調節する代りに
スペーサ１３を厚みの違うものに替えて加減してもよ
い。
ース１６のねじ部を調節することで、上下方向に加減で
き、こうすることで、素子にかかる磁場の強さを設定で
きる。又、モータケース１６のねじ部を調節する代りに
スペーサ１３を厚みの違うものに替えて加減してもよ
い。
【００２６】図２は、図１のように磁石１８とモータ１
７を装着したホルダー１５と、スペーサ１３をプローブ
ヘッド１２上に取付ける前に、磁石の中心をウェハー上
の素子の中心に合わせる作業を説明する図である。
７を装着したホルダー１５と、スペーサ１３をプローブ
ヘッド１２上に取付ける前に、磁石の中心をウェハー上
の素子の中心に合わせる作業を説明する図である。
【００２７】前記ホルダー１５の代りに、位置合わせ用
の透明な芯出し治具２０をノックピン１４に合わせて、
プローブヘッド１２上に取付け、芯出し治具２０の中央
にルーズに挿入された位置合わせ針２１を頼りに、目視
で、針２１の先端（下端）が一つの素子８ａの中央に位
置するようにステージ６を移動させて磁石と素子のセン
ター合せを完了し、そのあと、芯出し治具２０を取外
し、代りに、ホルダー１５を図１のように取付けて磁気
測定を行なう。
の透明な芯出し治具２０をノックピン１４に合わせて、
プローブヘッド１２上に取付け、芯出し治具２０の中央
にルーズに挿入された位置合わせ針２１を頼りに、目視
で、針２１の先端（下端）が一つの素子８ａの中央に位
置するようにステージ６を移動させて磁石と素子のセン
ター合せを完了し、そのあと、芯出し治具２０を取外
し、代りに、ホルダー１５を図１のように取付けて磁気
測定を行なう。
【００２８】
【発明の効果】本発明における磁気抵抗素子の磁気特性
測定方法並びに磁気特性測定装置は、上述のように構成
されているので、ウェハー状態で素子の磁気特性が測定
でき、ダイボンディングやワイヤーボンディング等の準
備作業をしなくてもよいため、磁気特性測定に費す時間
を短縮できる。
測定方法並びに磁気特性測定装置は、上述のように構成
されているので、ウェハー状態で素子の磁気特性が測定
でき、ダイボンディングやワイヤーボンディング等の準
備作業をしなくてもよいため、磁気特性測定に費す時間
を短縮できる。
【００２９】又、ダイシング前に全素子の磁気特性が測
定できるので、後行程へ不良ウェハーを送る無駄が防止
でき、かつ性能の安定したチップを供給できる。更に
又、従来抜き取り検査して捨てていたチップが要らなく
なるため、歩溜りが向上する。
定できるので、後行程へ不良ウェハーを送る無駄が防止
でき、かつ性能の安定したチップを供給できる。更に
又、従来抜き取り検査して捨てていたチップが要らなく
なるため、歩溜りが向上する。
【図１】本発明の磁気特性測定装置の実施例を示す要部
縦断面図。
縦断面図。
【図２】図１の装置のセンター合せ作業を説明する縦断
面図。
面図。
【図３】（ａ）は磁気抵抗素子の略平面図、（ｂ）は
（ａ）の磁気抵抗素子の信号電圧をパルスに変換する電
気回路図。
（ａ）の磁気抵抗素子の信号電圧をパルスに変換する電
気回路図。
【図４】磁気センサの製造工程図。
【図５】プローバによる電気特性測定の略正面図。
【図６】磁気抵抗素子の磁気特性略図で、（ａ）と
（ｂ）は強磁性抵抗体の素材が違う場合を示し、△Ｒ／
Ｒは抵抗変化率を示す。
（ｂ）は強磁性抵抗体の素材が違う場合を示し、△Ｒ／
Ｒは抵抗変化率を示す。
７ ウェハー ８，８ａ 磁気抵抗素子 ９ プローブニードル １０ プローブ １２ プローブヘッド １７ 駆動機構（モータ） １８ 磁石
Claims (2)
- 【請求項１】 ウェハー（７）に形成された磁気抵抗素
子（８）の電気特性をプローバで測定するときに、ウェ
ハー（７）の面と平行な面内で磁石を回転させて、ウェ
ハー上の測定すべき磁気抵抗素子（８ａ）に回転磁場を
印加することを特徴とする磁気抵抗素子の磁気特性測定
方法。 - 【請求項２】 先端にプローブニードル（９）を組付け
た複数のプローブ（１０）を備えたプローバのプローブ
ヘッド（１２）に、磁石（１８）と該磁石（１８）を回
転させる駆動機構（１７）とを着脱可能に取付けたこと
を特徴とする磁気抵抗素子の磁気特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105307A JP3054458B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 磁気抵抗素子の磁気特性測定方法及び磁気特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105307A JP3054458B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 磁気抵抗素子の磁気特性測定方法及び磁気特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334077A JPH04334077A (ja) | 1992-11-20 |
| JP3054458B2 true JP3054458B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=14404052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3105307A Expired - Fee Related JP3054458B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 磁気抵抗素子の磁気特性測定方法及び磁気特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054458B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6515475B2 (en) | 2001-02-16 | 2003-02-04 | International Business Machines Corporation | Determination of track width of magnetoresistive sensors during magnetic head fabrication using magnetic fields |
| US6538430B2 (en) | 2001-08-23 | 2003-03-25 | International Business Machines Corporation | Screening test for transverse magnetic-field excited noise in giant magnetoresistive heads |
| JP2011003575A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Fujikura Ltd | 磁界プローバ及び磁界印加方法 |
| JP5603900B2 (ja) * | 2012-04-04 | 2014-10-08 | 株式会社アイエムエス | 磁界測定装置 |
| JP2015105834A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 電子部品検査装置、電子部品の検査方法、及び、検査方法のプログラム |
| US9678179B2 (en) | 2014-03-13 | 2017-06-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Tester for testing magnetic memory |
| JP7389434B2 (ja) | 2020-02-10 | 2023-11-30 | 株式会社アドバンテスト | 試験装置 |
| JP7323127B2 (ja) * | 2020-02-10 | 2023-08-08 | 株式会社アドバンテスト | 試験装置 |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3105307A patent/JP3054458B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04334077A (ja) | 1992-11-20 |
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