磁気センサ素子の検査方法および磁気センサウエハ
【課題】小型の磁気センサをウエハ状態で検査するときに磁気センサとコイルとの相対的な位置合わせを容易にし、かつ高精度な検査を実現可能にする。
【解決手段】１つの基板１１の主面１１ａ上に、少なくとも１つの磁気センサ素子１２と、該磁気センサ素子１２の周辺に少なくとも１つのコイル素子１３とが形成され、それぞれの磁気センサ素子１２およびコイル素子１３には電極パッド１２ｂ，１３ｂが設けられてなる磁気センサウエハ１０における磁気センサ素子の検査方法であって、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの電極パッド１２ｂに測定用の針３を立てるとともに、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの周辺のコイル素子１３Ａ，１３Ｂの電極パッド１３ｂに通電用の針４Ａ，４Ｂを立てた後、通電用の針４Ａ，４Ｂからコイル素子１３Ａ，１３Ｂへ通電することによって、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔに検査用の磁界ＭＴを印加する。
【解決手段】１つの基板１１の主面１１ａ上に、少なくとも１つの磁気センサ素子１２と、該磁気センサ素子１２の周辺に少なくとも１つのコイル素子１３とが形成され、それぞれの磁気センサ素子１２およびコイル素子１３には電極パッド１２ｂ，１３ｂが設けられてなる磁気センサウエハ１０における磁気センサ素子の検査方法であって、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの電極パッド１２ｂに測定用の針３を立てるとともに、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの周辺のコイル素子１３Ａ，１３Ｂの電極パッド１３ｂに通電用の針４Ａ，４Ｂを立てた後、通電用の針４Ａ，４Ｂからコイル素子１３Ａ，１３Ｂへ通電することによって、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔに検査用の磁界ＭＴを印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部磁界の情報を電気的信号に変換する磁気センサをウエハ上に製造する際に行う磁気センサ素子の検査方法および磁気センサウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサ、フラックスゲートセンサ等の磁気センサは、種々のモバイル機器に搭載されている。近年は、小型化および低価格化の要望に応えるため、多数の磁気センサをシリコン（Ｓｉ）やガラス等のウエハ上に大量に一括で製造することが多い。この製造には、半導体分野で用いられるプロセス（例えばフォトリソグラフィー法等）が用いられる。
【０００３】
多数の磁気センサがウエハ上に形成されてなる磁気センサウエハにおいて、それぞれの磁気センサの磁気特性を検査する方法には、ウエハ状態のまま磁界印加機能を有するプローバを用いて検査する方法と、ウエハをチップ化（個片化）した後でチップ毎にソケットを用いて検査する方法がある。ウエハ状態のまま行う検査方法は、非常に高速で検査可能であるという利点がある。
【０００４】
しかしながら大型の電磁石を用いて、ウエハ上に複数形成された磁気センサの１つに磁界を印加する場合には、検査対象の磁気センサのみならず、その周囲の磁気センサにも同時に磁界が印加される。さらに、周囲の磁気センサによって磁束が集中する（集磁される）ことによって、検査対象の磁気センサには、設定より大きな磁界が印加されてしまう。また、電磁石とプローブとウエハの相対的な位置合わせが困難であるとともに、消費電力が大きいという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、磁界センシング部に磁力を与える電磁石と、プローブピンを備える基体に支持させたプローブカードが記載されている。このプローブカードによれば、電磁石をプローブカードに一体化することにより、従来の大型の電磁石を用いたときの問題点を改善して、チップ１つずつに高精度、低電力で磁界を印加することが可能になる。
【０００６】
特許文献２には、磁気センサが形成されているウェハにプローブカードを接触させた状態において、前記プローブカードに設けられた複数のコイルに電流を供給して前記磁気センサに磁界を印加し、前記プローブカードによって前記磁気センサの出力信号を検出する段階と、複数の前記コイルに供給する電流を変化させることにより前記磁気センサに印加する前記磁界の方向を変化させる段階と、を含む磁気センサの検査方法が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、磁気センサチップをウエハ状態で検査する方法であって、磁気センサチップの電極部にテストプローブ針を接触させると共に、磁界発生手段を磁気センサチップに近接させるようにし、この磁界発生手段により所定の磁界を発生させた状態において、磁気センサチップの動作状態をテストプローブ針からの電気信号により検査することを特徴とする磁気センサチップの検査方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４７５６８号公報
【特許文献２】特開２００７−５７５４７号公報
【特許文献３】特開昭６２−５５９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のプローブカードには、次の問題点がある。
（１）プローブ部とコイル部とを１チップの大きさ程度に抑える必要性から、チップサイズが非常に小型である近年の磁気センサチップを検査することができない。
（２）磁界センシング部に印加できる磁界はウエハ面に垂直な方向に限られ、ウエハ面に平行な方向には磁界を印加することができない。
【００１０】
また、特許文献２、３の検査方法には、次の問題点がある。
（１）プローブ部とコイル部とを１チップの大きさ程度に抑える必要性から、チップサイズが非常に小型である近年の磁気センサチップを検査することができない。
（２）磁気センサチップとコイル（磁界発生手段）との相対的な位置合わせが難しい。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型の磁気センサをウエハ状態で検査するときに磁気センサとコイルとの相対的な位置合わせが容易であり、高精度な検査が実現可能な磁気センサ素子の検査方法およびこの検査方法によって検査することが可能な磁気センサウエハを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハにおける磁気センサ素子の検査方法であって、検査対象の磁気センサ素子の電極パッドに測定用の針を立てるとともに、前記検査対象の磁気センサ素子の周辺のコイル素子の電極パッドに通電用の針を立てた後、前記通電用の針から前記コイル素子へ通電することによって、前記検査対象の磁気センサ素子に検査用の磁界を印加し、前記測定用の針を介して磁気センサ素子の磁気特性を検査することを特徴とする磁気センサ素子の検査方法を提供する。
【００１３】
前記コイル素子は、前記磁気センサ素子へのバイアス磁界印加用または励磁用またはピックアップ用として使用できるものであることが好ましい。
前記検査対象の磁気センサ素子の両側にコイル素子が配置され、前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、一方の側のコイル素子に通電する方向を他方の側のコイル素子に通電する方向と同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向または垂直な方向から選択することが好ましい。
前記検査対象の磁気センサ素子の周辺に２対または３対のコイル素子が配置され、前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、前記２対または３対のコイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向、垂直な方向、または斜めの方向から選択することが好ましい。
【００１４】
１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハであって、前記ウエハは、チップ状に切断されるときに、磁気センサ素子が搭載されたチップとなる磁気センサ形成領域と、コイル素子が搭載されたチップとなるコイル素子形成領域とが互いに隣接して設けられ、請求項１、３または４に記載の検査方法によって検査することが可能であることを特徴とする磁気センサウエハを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検査対象の磁気センサ素子と、この磁気センサ素子に磁界を印加するためのコイル素子とが、同一の基板上に形成されているので、相対的な位置合わせが容易である。また、コイル素子は磁気センサ素子と同様のプロセスによって形成することができるので、磁気センサ素子と同程度のサイズのコイル素子が得られ、チップサイズが非常に小型である近年の磁気センサチップの検査にも容易に適用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第１形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図２】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第２形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図３】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第３形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図４】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第４形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図５】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第５形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図６】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第６形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
なお、図１〜図６は、基板１１，２１，３１，４１，５１上に４×４のチップが形成されるように図示しているが、通常、ウエハ上に形成されるチップの個数は多数である。また、基板全体の平面形状は、図示の矩形状に限らず、円形など特に限定されない。
【００１８】
図１および図２に示す磁気センサウエハ１０は、１つの基板１１の主面１１ａ上に、複数の磁気センサ素子１２と、複数のコイル素子１３とが形成されてなる。
基板１１は非磁性基板であり、その具体例としてはシリコン基板等の半導体基板のほか、ガラス基板、セラミック基板などが挙げられる。
【００１９】
磁気センサ素子１２は、外部磁界に応じた出力を電気的出力（電流や電圧等）として生成する磁気センサ本体（磁気コア）１２ａと、磁気センサ本体１２ａを外部装置と電気的に接続するための電極パッド１２ｂを有する。本形態例の場合、磁気センサ素子１２はＭＲセンサであり、その磁気センサ本体１２ａは、メアンダ形状に作製された４つのＭＲ素子（磁気抵抗素子）がホイートストンブリッジ状に接続されて構成されたブリッジ回路１２ａからなる。
【００２０】
コイル素子１３は、渦巻状のコイル配線からなるスパイラルコイル１３ａと、その両端に設けられた電極パッド１３ｂを有する。コイル配線の材料には、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等を主成分とした非磁性金属が用いられることが好ましい。メッキ等の手法で膜厚が厚くなるようにコイル配線を形成した場合には、大きな電流を流すことができ、そして、より大きな磁界を磁気センサ素子１２に印加することができるので好ましい。
【００２１】
コイル素子１３は、磁気センサ素子１２と同程度の寸法に形成されている。また、基板１１の主面１１ａ上は、磁気センサ素子１２が形成された領域（磁気センサ形成領域）１４とコイル素子１３が形成された領域（コイル形成領域）１５とに区画されている。磁気センサ形成領域１４およびコイル形成領域１５は、それぞれ境界線に沿って基板１１を切断（ダイシング）することにより、磁気センサチップおよびコイルチップに個片化される。本形態例の場合、磁気センサ素子１２およびコイル素子１３の配置は、図１（ａ）の縦方向に磁気センサ素子１２が並んでなる列と、コイル素子１３が並んでなる列とが、横方向に交互に設けられた配置である。
なお、以下の説明では、「磁気センサチップ」および「コイルチップ」という用語を、個片化前のウエハにおいて各チップに対応する領域（磁気センサ形成領域およびコイル形成領域）について使用する場合がある。
【００２２】
検査用のプローブ１は、平板状のプローブカード（基材）２と、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの磁気特性を測定するための磁気センサ用プローブ針（測定用の針）３と、磁気センサ素子１２Ｔの周辺のコイル素子１３Ａ，１３Ｂに通電するためのコイル用プローブ針（通電用の針）４Ａ，４Ｂを有する。
このとき検査対象の磁気センサ素子１２Ｔは、コイル素子１３Ａ，１３Ｂの中間に配置されている。プローブ針３，４Ａ，４Ｂは、電極パッド１２ｂ，１３ｂとの電気的接続が接触式でなされるものであれば良い。
【００２３】
磁気センサ用プローブ針３とコイル用プローブ針４Ａ，４Ｂとの配置は、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの電極パッド１２ｂに磁気センサ用プローブ針３を立てたときに、その磁気センサ素子１２Ｔに隣接する、両脇のコイル素子１３Ａ，１３Ｂの電極パッド１３ｂにコイル用プローブ針４Ａ，４Ｂを立てることができるように設定されている。
磁気センサウエハ１０は、検査の際にはステージ５上に配置される。ステージ５は、磁気センサウエハ１０を支持するものであれば良い。さらに、ステージ５が磁気センサウエハ１０を（Ｘ、Ｙ，Ｚ，θ）方向の少なくとも１方向または複数方向に移動させることが可能なものであれば、より好ましい。
なお、図１および図２では、磁気センサ素子１２のうち検査対象のものを符号１２Ｔで、コイル素子１３のうち検査対象の磁気センサ素子１２Ｔへの磁界印加に用いるものを符号１３Ａ，１３Ｂで表している。
【００２４】
図１に示す例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子１３Ａ，１３Ｂへ通電する際、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢの向きが磁気センサ素子１２Ｔにおいて反対になる（互いに打ち消し合う）向きに通電する。つまり、図１（ｂ）に示すように、コイル素子１３Ａから発生する磁界ＭＡの向きは磁気センサ素子１２Ｔの中央部においてほぼ上向きであり、コイル素子１３Ｂから発生する磁界ＭＢの向きは磁気センサ素子１２Ｔの中央部においてほぼ下向きである。これにより、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＴの向きが、磁気センサ素子１２Ｔに対しては、基板１１の主面１１ａに平行な方向となる。
本形態例の場合、磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＴの向きは、コイル素子１３Ａ，１３Ｂが形成された面（絶縁層１５ａの上面）より下方ではコイル素子１３Ａからコイル素子１３Ｂに向かう方向となり、コイル素子１３Ａ，１３Ｂが形成された面より上方ではコイル素子１３Ｂからコイル素子１３Ａに向かう方向となる。磁気センサ素子１２Ｔは、コイル素子１３Ａ，１３Ｂが形成された面（絶縁層１５ａの上面）より下方に位置しているので、図１（ａ）に示すように、磁気センサ素子１２Ｔに印加される磁界ＭＴの向きは、コイル素子１３Ａからコイル素子１３Ｂに向かう方向（図１（ａ）の右向き）となる。
【００２５】
図２に示す例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子１３Ａ，１３Ｂへ通電する際、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢの向きが磁気センサ素子１２Ｔにおいて同じ向きとなるように通電する。つまり、コイル素子１３Ａから発生する磁界ＭＡの向きも、コイル素子１３Ｂから発生する磁界ＭＢの向きも、磁気センサ素子１２Ｔの中央部において下向きである。これにより、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＴの向きが、磁気センサ素子１２Ｔに対しては、基板１１の主面１１ａに垂直な方向（図２（ａ）では紙面の奥側に向かう方向）となる。
【００２６】
つまり、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの両側に、スパイラルコイル１３ａからなるコイル素子１３Ａ，１３Ｂが配置されている場合、一方の側のコイル素子１３Ａに通電する方向を他方の側のコイル素子１３Ｂに通電する方向と同じ方向または反対の方向とすることにより、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔへ印加される検査用の磁界ＭＴの方向を、基板１１の主面１１ａに平行な方向または垂直な方向から選択することができる。
【００２７】
上述したとおり、従来の外部電磁石による磁界印加では、電磁石とプローブカードと磁気センサウエハとの間で正確な位置合わせ（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向）が困難なことや、隣接する磁気センサチップに磁束が収束してしまうこと（集磁効果）等の原因により、検査対象の磁気センサチップに印加される磁界の大きさ（値）および方向（角度）が設定とは異なってしまうという問題があった。
これに対して本形態例によれば、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔと、これに隣接するコイル素子１３Ａ，１３Ｂとの方向（角度）および距離が基板１１上で固定されているので、角度および値ともに設定どおりの正確な磁界を精度良く印加することができる。したがって、磁気センサ用プローブ針３を介して小型の磁気センサ素子１２Ｔをウエハ状態で検査するときに、磁気センサ素子１２Ｔとコイル素子１３Ａ，１３Ｂとの相対的な位置合わせが容易になる。
【００２８】
コイル配線は、フォトリソグラフィー等の半導体プロセスを用いることで再現性よく作製することができる。このため、磁気センサ素子１２Ｔとコイル素子１３Ａ，１３Ｂとの位置関係は正確に設定することができる。予め、コイルパターンと通電電流に対する発生磁界との関係を明らかにしておくことで、所望の磁界を精度良く検査対象の磁気センサ素子１２Ｔに印加することができる。
【００２９】
コイル素子１３の基板１１からの高さは、磁気センサ素子１２の高さと異なる方が効率良く磁界を印加することができる。このため、図１、図２に示すように、基板１１とコイル素子１３との間に絶縁層１５ａを設けても良い。この絶縁層１５ａには、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）で用いられるような厚さ１〜４０μｍ程度の樹脂などを用いることができる。基板１１とコイル素子１３との間に絶縁層１５ａを設ける代わりに、基板１１と磁気センサ素子１２との間に絶縁層を設けても良い。
また、図１、図２には図示していないが、磁気センサ素子１２やコイル素子１３を保護するための封止樹脂層（図示せず）を設けることもできる。封止樹脂層には、電極パッド１２ｂ，１３ｂを露出するため開口部が設けられる。また、電極パッド１２ｂ，１３ｂ上には半田バンプを形成しても良い。封止樹脂層は、後述する図３〜図６に示す各形態例においても、設けることができる。
【００３０】
次に、２対のコイル素子を用いる形態例について、図３を参照して説明する。
図３に示す磁気センサウエハ２０は、１つの基板２１の主面２１ａ上に、複数の磁気センサ素子２２と、複数のコイル素子２３とが形成され、磁気センサ素子２２は４つのＭＲ素子からなるブリッジ回路２２ａおよび４つの電極パッド２２ｂを備え、コイル素子２３はスパイラルコイル２３ａおよび１対の電極パッド２３ｂを備え、１つの磁気センサ素子２２の周囲に隣接して４つのコイル素子２３が配置されてなるものである。
本形態例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、検査対象の磁気センサ素子２２Ｔの周囲の４つのコイル素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに同時に通電できるよう、４組が設けられている。
なお、図３では、磁気センサ素子２２のうち検査対象のものを符号２２Ｔで、コイル素子２３のうち検査対象の磁気センサ素子２２Ｔへの磁界印加に用いるものを符号２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄで表している。コイル素子の各対は、検査対象の磁気センサ素子２２Ｔを挟んで対向配置された２つのコイル素子を指す。本形態例では、符号２３Ａ，２３Ｂのものが１対となり、符号２３Ｃ，２３Ｄのものが別の１対となる。
【００３１】
コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子２３Ａ，２３Ｂへ通電する際、各コイル素子２３Ａ，２３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢの向きが磁気センサ素子２２Ｔにおいて反対になる（互いに打ち消し合う）向きに通電し、これらのコイル素子２３Ａ，２３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＡＢの向きが、磁気センサ素子２２Ｔに対しては、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ａからコイル素子２３Ｂに向かう方向となる。
さらに、コイル用プローブ針４Ｃ，４Ｄからコイル素子２３Ｃ，２３Ｄへ通電する際、各コイル素子２３Ｃ，２３Ｄから発生する磁界の向きが磁気センサ素子２２Ｔにおいて反対になる（互いに打ち消し合う）向きに通電し、これらのコイル素子２３Ｃ，２３Ｄから発生する磁界を合成して得られる磁界ＭＣＤの向きが、磁気センサ素子２２Ｔに対しては、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ｄからコイル素子２３Ｃに向かう方向となる。
よって、４つのコイル素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄから発生する磁界を合成して得られる磁界ＭＴの向きが、基板２１の主面２１ａに平行で、かつ検査対象の磁気センサ素子２２Ｔに対して斜めの方向にすることができる。
【００３２】
図３に示す磁気センサウエハ２０の場合、磁界印加の方法として、次の例が挙げられる。
（１）コイル素子２３Ａ，２３Ｂの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ａからコイル素子２３Ｂに向かう方向、またはそれとは反対の方向に検査用の磁界を発生させる。
（２）コイル素子２３Ａ，２３Ｂの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに垂直な方向（上向きまたは下向き）に検査用の磁界を発生させる。
（３）コイル素子２３Ｃ，２３Ｄの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ｃからコイル素子２３Ｄに向かう方向、またはそれとは反対の方向に検査用の磁界を発生させる。
（４）コイル素子２３Ｃ，２３Ｄの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに垂直な方向（上向きまたは下向き）に検査用の磁界を発生させる。
（５）コイル素子２３Ａ，２３Ｂ、２３Ｃ，２３Ｄの４つに通電し、上記（１）または（２）で得られる磁界と、上記（３）または（４）で得られる磁界とを合成して、検査用の磁界を発生させる。
【００３３】
つまり、検査対象の磁気センサ素子２２Ｔの周辺に、２対のスパイラルコイル２３ａからなるコイル素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄが配置され、これらのコイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子２２Ｔへ印加される検査用の磁界の方向を、基板２１の主面２１ａに平行な方向、基板２１の主面２１ａに垂直な方向、または基板２１の主面２１ａに対して斜めの方向から選択することができる。ここで、基板２１の主面２１ａに対して斜めの磁界を発生するには、基板２１の主面２１ａに平行な方向の磁界と、基板２１の主面２１ａに垂直な方向の磁界とを合成する。
【００３４】
次に、３対のコイル素子を用いる形態例について、図６を参照して説明する。
図６に示す磁気センサウエハ５０は、１つの基板５１の主面５１ａ上に、複数の磁気センサ素子５２と、複数のコイル素子５３とが形成され、磁気センサ素子５２は４つのＭＲ素子からなるブリッジ回路５２ａおよび４つの電極パッド５２ｂを備え、コイル素子５３はスパイラルコイル５３ａおよび１対の電極パッド５３ｂを備え、検査対象の磁気センサ素子５２Ｔの周囲に３対のコイル素子５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆが配置されたものである。本形態例では、符号５３Ａ，５３Ｂのものが１対となり、符号５３Ｃ，５３Ｄのものが別の１対となり、符号５３Ｅ，５３Ｆのものが別の１対となる。
この磁気センサウエハ５０の場合、コイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子５２Ｔへ印加される検査用の磁界の方向を、基板５１の主面５１ａに平行な方向、基板５１の主面５１ａに垂直な方向、または基板５１の主面５１ａに対して斜めの方向から選択することができる。
【００３５】
図６に示す形態例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子５３Ａ，５３Ｂへ通電することにより、磁気センサ素子５２Ｔに対し、基板５１の主面５１ａに平行で、コイル素子５３Ａからコイル素子５３Ｂに向かう方向の磁界ＭＡＢを発生させる。
また、コイル用プローブ針４Ｃ，４Ｄからコイル素子５３Ｃ，５３Ｄへ通電することにより、磁気センサ素子５２Ｔに対し、基板５１の主面５１ａに平行で、コイル素子５３Ｄからコイル素子５３Ｃに向かう方向の磁界ＭＣＤを発生させる。
また、コイル用プローブ針４Ｅ，４Ｆからコイル素子５３Ｅ，５３Ｆへ通電することにより、磁気センサ素子５２Ｔに対し、基板５１の主面５１ａに垂直な方向の磁界ＭＥＦを発生させる。
これらの磁界ＭＡＢと磁界ＭＣＤと磁界ＭＥＦとの合成により、基板５１の主面５１ａに斜めな方向の磁界ＭＴを検査対象の磁気センサ素子５２Ｔに印加することができる。
【００３６】
次に、ソレノイドコイルを用いる形態例について、図４を参照して説明する。
図４に示す磁気センサウエハ３０は、１つの基板３１の主面３１ａ上に、複数の磁気センサ素子３２と、複数のコイル素子３３とが形成され、磁気センサ素子３２は４つのＭＲ素子からなるブリッジ回路３２ａおよび４つの電極パッド３２ｂを備え、コイル素子３３はソレノイドコイル３３ａおよび１対の電極パッド３３ｂを備えるものである。ソレノイドコイル３３ａは、基板３１の主面３１ａ上に形成された下層の配線、絶縁層３５ａ上に形成された上層の配線、およびこれら上層の配線と下層の配線との間を図４（ａ）に示すように交互に接続する貫通配線（図示略）からなる。
なお、図４では、磁気センサ素子３２のうち検査対象のものを符号３２Ｔで、コイル素子３３のうち検査対象の磁気センサ素子３２Ｔへの磁界印加に用いるものを符号３３Ａ，３３Ｂで表している。
【００３７】
図４（ｂ）に示すように、磁気センサ素子（ＭＲ素子）３２の基板３１からの高さを、コイル素子３３のソレノイドコイル３３ａにおける２層の配線の中間の高さ付近とすることにより、ソレノイドコイル３３ａの中心を通る磁界を効率よく磁気センサ素子３２に印加することができる。磁気センサ素子３２の高さを調整するため、磁気センサ素子３２と基板３１との間に絶縁層３４ａを設けることができる。
絶縁層３４ａ，３５ａには、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）で用いられるような樹脂などを用いることができる。
図４には図示していないが、磁気センサ素子３２やコイル素子３３（ソレノイドコイル３３ａの上側の配線）を保護するための封止樹脂層（図示せず）を、絶縁層３４ａ，３５ａの上に設けることもできる。
【００３８】
以上の形態例では、磁気センサ素子としてＭＲ素子を用いたが、その他にも、ホール素子、ＧＭＲ素子、ＭＩ素子、直交フラックスゲート素子等、種々の磁気センサ素子に適用することが可能である。コイルも、測定対象の磁気センサ素子に磁界が印加できるものであれば良く、形状や巻数等は特に限定されない。
【００３９】
次に、磁気センサとコイルが同じチップに形成された形態例について、図５を参照して説明する。
図５に示す磁気センサウエハ４０は、１つの基板４１の主面４１ａ上に、複数の磁気センサ素子４２と複数のコイル素子４３とが形成され、磁気センサ素子４２はメアンダ状のＭＩ素子４２ａおよび１対の電極パッド４２ｂを備え、コイル素子４３はＭＩ素子４２ａの周囲のソレノイドコイル４３ａおよび１対の電極パッド４３ｂを備えるものである。
ソレノイドコイル４３ａは、チップ４４をＭＩセンサとして用いる場合は、ＭＩ素子４２ａを高感度領域で使用するためのバイアス磁界発生コイルとして利用できる。また、チップ４４を直交フラックスゲートセンサとして用いる場合は、ソレノイドコイル４３ａをピックアップコイルとして利用できる。
【００４０】
図５に示す形態例では、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔと同じチップ４４内にあるコイル素子４３Ｂ、並びに、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔの両側にあるチップ４４のコイル素子４３Ａ，４３Ｃ（つまり、３つのコイル素子４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ）にプローブ針４Ａ，４Ｂ，４Ｃから通電することによって、磁気センサ素子４２Ｔに検査用の磁界ＭＴを印加することができる。
また、図５に示す形態例では、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔと同じチップ４４内にあるコイル素子４３Ｂへの通電はせず、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔの両側にあるチップ４４のコイル素子４３Ａ，４３Ｃにプローブ針４Ａ，４Ｃから通電することによっても、磁気センサ素子４２Ｔに検査用の磁界ＭＴを印加することができる。
【００４１】
上述したように磁気センサチップとコイルチップを別々に配置した場合、１枚のウエハから得られる磁気センサチップの数が減少してしまう。本形態例の場合、
磁気センサ素子４２とコイル素子４３の両方が形成された領域４４は、個片化により、コイル素子を含む磁気センサチップとなる。つまり、磁気センサチップ内にコイル素子が含まれ、そのコイル素子を、検査時に磁界印加用コイルとして用いることができるので、無駄がない。
なお、磁気センサチップ内に形成されるコイル素子の他の例としては、ＭＲセンサのバイアス磁界発生コイル、平行フラックスゲートセンサのピックアップコイルや励磁コイルが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサ、フラックスゲートセンサ等の各種磁気センサに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…プローブ、３…磁気センサ用プローブ針（測定用の針）、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ…コイル用プローブ針（通電用の針）、１０，２０，３０，４０，５０…磁気センサウエハ、１１，２１，３１，４１，５１…基板（ウエハ）、１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ…主面（基板面）、１２，２２，３２，４２，５２…磁気センサ素子、１２Ｔ，２２Ｔ，３２Ｔ，４２Ｔ，５２Ｔ…検査対象の磁気センサ素子、１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ…磁気センサ素子の電極パッド、１３，２３，３３，４３，５３…コイル素子、１３Ａ，１３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，３３Ａ，３３Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆ…磁界印加用のコイル素子、１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ…コイル素子の電極パッド、１４，２４，３４，５４…磁気センサチップ（磁気センサ形成領域）、１５，２５，３５，５５…コイルチップ（コイル形成領域）、１５ａ，２５ａ，３４ａ，３５ａ，４４ａ，５５ａ…絶縁層、４４…チップ（磁気センサ及びコイルが形成された領域）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部磁界の情報を電気的信号に変換する磁気センサをウエハ上に製造する際に行う磁気センサ素子の検査方法および磁気センサウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサ、フラックスゲートセンサ等の磁気センサは、種々のモバイル機器に搭載されている。近年は、小型化および低価格化の要望に応えるため、多数の磁気センサをシリコン（Ｓｉ）やガラス等のウエハ上に大量に一括で製造することが多い。この製造には、半導体分野で用いられるプロセス（例えばフォトリソグラフィー法等）が用いられる。
【０００３】
多数の磁気センサがウエハ上に形成されてなる磁気センサウエハにおいて、それぞれの磁気センサの磁気特性を検査する方法には、ウエハ状態のまま磁界印加機能を有するプローバを用いて検査する方法と、ウエハをチップ化（個片化）した後でチップ毎にソケットを用いて検査する方法がある。ウエハ状態のまま行う検査方法は、非常に高速で検査可能であるという利点がある。
【０００４】
しかしながら大型の電磁石を用いて、ウエハ上に複数形成された磁気センサの１つに磁界を印加する場合には、検査対象の磁気センサのみならず、その周囲の磁気センサにも同時に磁界が印加される。さらに、周囲の磁気センサによって磁束が集中する（集磁される）ことによって、検査対象の磁気センサには、設定より大きな磁界が印加されてしまう。また、電磁石とプローブとウエハの相対的な位置合わせが困難であるとともに、消費電力が大きいという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、磁界センシング部に磁力を与える電磁石と、プローブピンを備える基体に支持させたプローブカードが記載されている。このプローブカードによれば、電磁石をプローブカードに一体化することにより、従来の大型の電磁石を用いたときの問題点を改善して、チップ１つずつに高精度、低電力で磁界を印加することが可能になる。
【０００６】
特許文献２には、磁気センサが形成されているウェハにプローブカードを接触させた状態において、前記プローブカードに設けられた複数のコイルに電流を供給して前記磁気センサに磁界を印加し、前記プローブカードによって前記磁気センサの出力信号を検出する段階と、複数の前記コイルに供給する電流を変化させることにより前記磁気センサに印加する前記磁界の方向を変化させる段階と、を含む磁気センサの検査方法が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、磁気センサチップをウエハ状態で検査する方法であって、磁気センサチップの電極部にテストプローブ針を接触させると共に、磁界発生手段を磁気センサチップに近接させるようにし、この磁界発生手段により所定の磁界を発生させた状態において、磁気センサチップの動作状態をテストプローブ針からの電気信号により検査することを特徴とする磁気センサチップの検査方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４７５６８号公報
【特許文献２】特開２００７−５７５４７号公報
【特許文献３】特開昭６２−５５９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のプローブカードには、次の問題点がある。
（１）プローブ部とコイル部とを１チップの大きさ程度に抑える必要性から、チップサイズが非常に小型である近年の磁気センサチップを検査することができない。
（２）磁界センシング部に印加できる磁界はウエハ面に垂直な方向に限られ、ウエハ面に平行な方向には磁界を印加することができない。
【００１０】
また、特許文献２、３の検査方法には、次の問題点がある。
（１）プローブ部とコイル部とを１チップの大きさ程度に抑える必要性から、チップサイズが非常に小型である近年の磁気センサチップを検査することができない。
（２）磁気センサチップとコイル（磁界発生手段）との相対的な位置合わせが難しい。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型の磁気センサをウエハ状態で検査するときに磁気センサとコイルとの相対的な位置合わせが容易であり、高精度な検査が実現可能な磁気センサ素子の検査方法およびこの検査方法によって検査することが可能な磁気センサウエハを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハにおける磁気センサ素子の検査方法であって、検査対象の磁気センサ素子の電極パッドに測定用の針を立てるとともに、前記検査対象の磁気センサ素子の周辺のコイル素子の電極パッドに通電用の針を立てた後、前記通電用の針から前記コイル素子へ通電することによって、前記検査対象の磁気センサ素子に検査用の磁界を印加し、前記測定用の針を介して磁気センサ素子の磁気特性を検査することを特徴とする磁気センサ素子の検査方法を提供する。
【００１３】
前記コイル素子は、前記磁気センサ素子へのバイアス磁界印加用または励磁用またはピックアップ用として使用できるものであることが好ましい。
前記検査対象の磁気センサ素子の両側にコイル素子が配置され、前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、一方の側のコイル素子に通電する方向を他方の側のコイル素子に通電する方向と同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向または垂直な方向から選択することが好ましい。
前記検査対象の磁気センサ素子の周辺に２対または３対のコイル素子が配置され、前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、前記２対または３対のコイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向、垂直な方向、または斜めの方向から選択することが好ましい。
【００１４】
１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハであって、前記ウエハは、チップ状に切断されるときに、磁気センサ素子が搭載されたチップとなる磁気センサ形成領域と、コイル素子が搭載されたチップとなるコイル素子形成領域とが互いに隣接して設けられ、請求項１、３または４に記載の検査方法によって検査することが可能であることを特徴とする磁気センサウエハを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検査対象の磁気センサ素子と、この磁気センサ素子に磁界を印加するためのコイル素子とが、同一の基板上に形成されているので、相対的な位置合わせが容易である。また、コイル素子は磁気センサ素子と同様のプロセスによって形成することができるので、磁気センサ素子と同程度のサイズのコイル素子が得られ、チップサイズが非常に小型である近年の磁気センサチップの検査にも容易に適用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第１形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図２】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第２形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図３】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第３形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図４】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第４形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図５】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第５形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【図６】本発明の磁気センサ素子の検査方法の第６形態例を示す（ａ）平面図、および（ｂ）断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
なお、図１〜図６は、基板１１，２１，３１，４１，５１上に４×４のチップが形成されるように図示しているが、通常、ウエハ上に形成されるチップの個数は多数である。また、基板全体の平面形状は、図示の矩形状に限らず、円形など特に限定されない。
【００１８】
図１および図２に示す磁気センサウエハ１０は、１つの基板１１の主面１１ａ上に、複数の磁気センサ素子１２と、複数のコイル素子１３とが形成されてなる。
基板１１は非磁性基板であり、その具体例としてはシリコン基板等の半導体基板のほか、ガラス基板、セラミック基板などが挙げられる。
【００１９】
磁気センサ素子１２は、外部磁界に応じた出力を電気的出力（電流や電圧等）として生成する磁気センサ本体（磁気コア）１２ａと、磁気センサ本体１２ａを外部装置と電気的に接続するための電極パッド１２ｂを有する。本形態例の場合、磁気センサ素子１２はＭＲセンサであり、その磁気センサ本体１２ａは、メアンダ形状に作製された４つのＭＲ素子（磁気抵抗素子）がホイートストンブリッジ状に接続されて構成されたブリッジ回路１２ａからなる。
【００２０】
コイル素子１３は、渦巻状のコイル配線からなるスパイラルコイル１３ａと、その両端に設けられた電極パッド１３ｂを有する。コイル配線の材料には、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等を主成分とした非磁性金属が用いられることが好ましい。メッキ等の手法で膜厚が厚くなるようにコイル配線を形成した場合には、大きな電流を流すことができ、そして、より大きな磁界を磁気センサ素子１２に印加することができるので好ましい。
【００２１】
コイル素子１３は、磁気センサ素子１２と同程度の寸法に形成されている。また、基板１１の主面１１ａ上は、磁気センサ素子１２が形成された領域（磁気センサ形成領域）１４とコイル素子１３が形成された領域（コイル形成領域）１５とに区画されている。磁気センサ形成領域１４およびコイル形成領域１５は、それぞれ境界線に沿って基板１１を切断（ダイシング）することにより、磁気センサチップおよびコイルチップに個片化される。本形態例の場合、磁気センサ素子１２およびコイル素子１３の配置は、図１（ａ）の縦方向に磁気センサ素子１２が並んでなる列と、コイル素子１３が並んでなる列とが、横方向に交互に設けられた配置である。
なお、以下の説明では、「磁気センサチップ」および「コイルチップ」という用語を、個片化前のウエハにおいて各チップに対応する領域（磁気センサ形成領域およびコイル形成領域）について使用する場合がある。
【００２２】
検査用のプローブ１は、平板状のプローブカード（基材）２と、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの磁気特性を測定するための磁気センサ用プローブ針（測定用の針）３と、磁気センサ素子１２Ｔの周辺のコイル素子１３Ａ，１３Ｂに通電するためのコイル用プローブ針（通電用の針）４Ａ，４Ｂを有する。
このとき検査対象の磁気センサ素子１２Ｔは、コイル素子１３Ａ，１３Ｂの中間に配置されている。プローブ針３，４Ａ，４Ｂは、電極パッド１２ｂ，１３ｂとの電気的接続が接触式でなされるものであれば良い。
【００２３】
磁気センサ用プローブ針３とコイル用プローブ針４Ａ，４Ｂとの配置は、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの電極パッド１２ｂに磁気センサ用プローブ針３を立てたときに、その磁気センサ素子１２Ｔに隣接する、両脇のコイル素子１３Ａ，１３Ｂの電極パッド１３ｂにコイル用プローブ針４Ａ，４Ｂを立てることができるように設定されている。
磁気センサウエハ１０は、検査の際にはステージ５上に配置される。ステージ５は、磁気センサウエハ１０を支持するものであれば良い。さらに、ステージ５が磁気センサウエハ１０を（Ｘ、Ｙ，Ｚ，θ）方向の少なくとも１方向または複数方向に移動させることが可能なものであれば、より好ましい。
なお、図１および図２では、磁気センサ素子１２のうち検査対象のものを符号１２Ｔで、コイル素子１３のうち検査対象の磁気センサ素子１２Ｔへの磁界印加に用いるものを符号１３Ａ，１３Ｂで表している。
【００２４】
図１に示す例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子１３Ａ，１３Ｂへ通電する際、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢの向きが磁気センサ素子１２Ｔにおいて反対になる（互いに打ち消し合う）向きに通電する。つまり、図１（ｂ）に示すように、コイル素子１３Ａから発生する磁界ＭＡの向きは磁気センサ素子１２Ｔの中央部においてほぼ上向きであり、コイル素子１３Ｂから発生する磁界ＭＢの向きは磁気センサ素子１２Ｔの中央部においてほぼ下向きである。これにより、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＴの向きが、磁気センサ素子１２Ｔに対しては、基板１１の主面１１ａに平行な方向となる。
本形態例の場合、磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＴの向きは、コイル素子１３Ａ，１３Ｂが形成された面（絶縁層１５ａの上面）より下方ではコイル素子１３Ａからコイル素子１３Ｂに向かう方向となり、コイル素子１３Ａ，１３Ｂが形成された面より上方ではコイル素子１３Ｂからコイル素子１３Ａに向かう方向となる。磁気センサ素子１２Ｔは、コイル素子１３Ａ，１３Ｂが形成された面（絶縁層１５ａの上面）より下方に位置しているので、図１（ａ）に示すように、磁気センサ素子１２Ｔに印加される磁界ＭＴの向きは、コイル素子１３Ａからコイル素子１３Ｂに向かう方向（図１（ａ）の右向き）となる。
【００２５】
図２に示す例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子１３Ａ，１３Ｂへ通電する際、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢの向きが磁気センサ素子１２Ｔにおいて同じ向きとなるように通電する。つまり、コイル素子１３Ａから発生する磁界ＭＡの向きも、コイル素子１３Ｂから発生する磁界ＭＢの向きも、磁気センサ素子１２Ｔの中央部において下向きである。これにより、各コイル素子１３Ａ，１３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＴの向きが、磁気センサ素子１２Ｔに対しては、基板１１の主面１１ａに垂直な方向（図２（ａ）では紙面の奥側に向かう方向）となる。
【００２６】
つまり、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔの両側に、スパイラルコイル１３ａからなるコイル素子１３Ａ，１３Ｂが配置されている場合、一方の側のコイル素子１３Ａに通電する方向を他方の側のコイル素子１３Ｂに通電する方向と同じ方向または反対の方向とすることにより、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔへ印加される検査用の磁界ＭＴの方向を、基板１１の主面１１ａに平行な方向または垂直な方向から選択することができる。
【００２７】
上述したとおり、従来の外部電磁石による磁界印加では、電磁石とプローブカードと磁気センサウエハとの間で正確な位置合わせ（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向）が困難なことや、隣接する磁気センサチップに磁束が収束してしまうこと（集磁効果）等の原因により、検査対象の磁気センサチップに印加される磁界の大きさ（値）および方向（角度）が設定とは異なってしまうという問題があった。
これに対して本形態例によれば、検査対象の磁気センサ素子１２Ｔと、これに隣接するコイル素子１３Ａ，１３Ｂとの方向（角度）および距離が基板１１上で固定されているので、角度および値ともに設定どおりの正確な磁界を精度良く印加することができる。したがって、磁気センサ用プローブ針３を介して小型の磁気センサ素子１２Ｔをウエハ状態で検査するときに、磁気センサ素子１２Ｔとコイル素子１３Ａ，１３Ｂとの相対的な位置合わせが容易になる。
【００２８】
コイル配線は、フォトリソグラフィー等の半導体プロセスを用いることで再現性よく作製することができる。このため、磁気センサ素子１２Ｔとコイル素子１３Ａ，１３Ｂとの位置関係は正確に設定することができる。予め、コイルパターンと通電電流に対する発生磁界との関係を明らかにしておくことで、所望の磁界を精度良く検査対象の磁気センサ素子１２Ｔに印加することができる。
【００２９】
コイル素子１３の基板１１からの高さは、磁気センサ素子１２の高さと異なる方が効率良く磁界を印加することができる。このため、図１、図２に示すように、基板１１とコイル素子１３との間に絶縁層１５ａを設けても良い。この絶縁層１５ａには、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）で用いられるような厚さ１〜４０μｍ程度の樹脂などを用いることができる。基板１１とコイル素子１３との間に絶縁層１５ａを設ける代わりに、基板１１と磁気センサ素子１２との間に絶縁層を設けても良い。
また、図１、図２には図示していないが、磁気センサ素子１２やコイル素子１３を保護するための封止樹脂層（図示せず）を設けることもできる。封止樹脂層には、電極パッド１２ｂ，１３ｂを露出するため開口部が設けられる。また、電極パッド１２ｂ，１３ｂ上には半田バンプを形成しても良い。封止樹脂層は、後述する図３〜図６に示す各形態例においても、設けることができる。
【００３０】
次に、２対のコイル素子を用いる形態例について、図３を参照して説明する。
図３に示す磁気センサウエハ２０は、１つの基板２１の主面２１ａ上に、複数の磁気センサ素子２２と、複数のコイル素子２３とが形成され、磁気センサ素子２２は４つのＭＲ素子からなるブリッジ回路２２ａおよび４つの電極パッド２２ｂを備え、コイル素子２３はスパイラルコイル２３ａおよび１対の電極パッド２３ｂを備え、１つの磁気センサ素子２２の周囲に隣接して４つのコイル素子２３が配置されてなるものである。
本形態例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、検査対象の磁気センサ素子２２Ｔの周囲の４つのコイル素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに同時に通電できるよう、４組が設けられている。
なお、図３では、磁気センサ素子２２のうち検査対象のものを符号２２Ｔで、コイル素子２３のうち検査対象の磁気センサ素子２２Ｔへの磁界印加に用いるものを符号２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄで表している。コイル素子の各対は、検査対象の磁気センサ素子２２Ｔを挟んで対向配置された２つのコイル素子を指す。本形態例では、符号２３Ａ，２３Ｂのものが１対となり、符号２３Ｃ，２３Ｄのものが別の１対となる。
【００３１】
コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子２３Ａ，２３Ｂへ通電する際、各コイル素子２３Ａ，２３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢの向きが磁気センサ素子２２Ｔにおいて反対になる（互いに打ち消し合う）向きに通電し、これらのコイル素子２３Ａ，２３Ｂから発生する磁界ＭＡ，ＭＢを合成して得られる磁界ＭＡＢの向きが、磁気センサ素子２２Ｔに対しては、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ａからコイル素子２３Ｂに向かう方向となる。
さらに、コイル用プローブ針４Ｃ，４Ｄからコイル素子２３Ｃ，２３Ｄへ通電する際、各コイル素子２３Ｃ，２３Ｄから発生する磁界の向きが磁気センサ素子２２Ｔにおいて反対になる（互いに打ち消し合う）向きに通電し、これらのコイル素子２３Ｃ，２３Ｄから発生する磁界を合成して得られる磁界ＭＣＤの向きが、磁気センサ素子２２Ｔに対しては、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ｄからコイル素子２３Ｃに向かう方向となる。
よって、４つのコイル素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄから発生する磁界を合成して得られる磁界ＭＴの向きが、基板２１の主面２１ａに平行で、かつ検査対象の磁気センサ素子２２Ｔに対して斜めの方向にすることができる。
【００３２】
図３に示す磁気センサウエハ２０の場合、磁界印加の方法として、次の例が挙げられる。
（１）コイル素子２３Ａ，２３Ｂの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ａからコイル素子２３Ｂに向かう方向、またはそれとは反対の方向に検査用の磁界を発生させる。
（２）コイル素子２３Ａ，２３Ｂの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに垂直な方向（上向きまたは下向き）に検査用の磁界を発生させる。
（３）コイル素子２３Ｃ，２３Ｄの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに平行で、コイル素子２３Ｃからコイル素子２３Ｄに向かう方向、またはそれとは反対の方向に検査用の磁界を発生させる。
（４）コイル素子２３Ｃ，２３Ｄの２つに通電し、基板２１の主面２１ａに垂直な方向（上向きまたは下向き）に検査用の磁界を発生させる。
（５）コイル素子２３Ａ，２３Ｂ、２３Ｃ，２３Ｄの４つに通電し、上記（１）または（２）で得られる磁界と、上記（３）または（４）で得られる磁界とを合成して、検査用の磁界を発生させる。
【００３３】
つまり、検査対象の磁気センサ素子２２Ｔの周辺に、２対のスパイラルコイル２３ａからなるコイル素子２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄが配置され、これらのコイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子２２Ｔへ印加される検査用の磁界の方向を、基板２１の主面２１ａに平行な方向、基板２１の主面２１ａに垂直な方向、または基板２１の主面２１ａに対して斜めの方向から選択することができる。ここで、基板２１の主面２１ａに対して斜めの磁界を発生するには、基板２１の主面２１ａに平行な方向の磁界と、基板２１の主面２１ａに垂直な方向の磁界とを合成する。
【００３４】
次に、３対のコイル素子を用いる形態例について、図６を参照して説明する。
図６に示す磁気センサウエハ５０は、１つの基板５１の主面５１ａ上に、複数の磁気センサ素子５２と、複数のコイル素子５３とが形成され、磁気センサ素子５２は４つのＭＲ素子からなるブリッジ回路５２ａおよび４つの電極パッド５２ｂを備え、コイル素子５３はスパイラルコイル５３ａおよび１対の電極パッド５３ｂを備え、検査対象の磁気センサ素子５２Ｔの周囲に３対のコイル素子５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆが配置されたものである。本形態例では、符号５３Ａ，５３Ｂのものが１対となり、符号５３Ｃ，５３Ｄのものが別の１対となり、符号５３Ｅ，５３Ｆのものが別の１対となる。
この磁気センサウエハ５０の場合、コイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子５２Ｔへ印加される検査用の磁界の方向を、基板５１の主面５１ａに平行な方向、基板５１の主面５１ａに垂直な方向、または基板５１の主面５１ａに対して斜めの方向から選択することができる。
【００３５】
図６に示す形態例では、コイル用プローブ針４Ａ，４Ｂからコイル素子５３Ａ，５３Ｂへ通電することにより、磁気センサ素子５２Ｔに対し、基板５１の主面５１ａに平行で、コイル素子５３Ａからコイル素子５３Ｂに向かう方向の磁界ＭＡＢを発生させる。
また、コイル用プローブ針４Ｃ，４Ｄからコイル素子５３Ｃ，５３Ｄへ通電することにより、磁気センサ素子５２Ｔに対し、基板５１の主面５１ａに平行で、コイル素子５３Ｄからコイル素子５３Ｃに向かう方向の磁界ＭＣＤを発生させる。
また、コイル用プローブ針４Ｅ，４Ｆからコイル素子５３Ｅ，５３Ｆへ通電することにより、磁気センサ素子５２Ｔに対し、基板５１の主面５１ａに垂直な方向の磁界ＭＥＦを発生させる。
これらの磁界ＭＡＢと磁界ＭＣＤと磁界ＭＥＦとの合成により、基板５１の主面５１ａに斜めな方向の磁界ＭＴを検査対象の磁気センサ素子５２Ｔに印加することができる。
【００３６】
次に、ソレノイドコイルを用いる形態例について、図４を参照して説明する。
図４に示す磁気センサウエハ３０は、１つの基板３１の主面３１ａ上に、複数の磁気センサ素子３２と、複数のコイル素子３３とが形成され、磁気センサ素子３２は４つのＭＲ素子からなるブリッジ回路３２ａおよび４つの電極パッド３２ｂを備え、コイル素子３３はソレノイドコイル３３ａおよび１対の電極パッド３３ｂを備えるものである。ソレノイドコイル３３ａは、基板３１の主面３１ａ上に形成された下層の配線、絶縁層３５ａ上に形成された上層の配線、およびこれら上層の配線と下層の配線との間を図４（ａ）に示すように交互に接続する貫通配線（図示略）からなる。
なお、図４では、磁気センサ素子３２のうち検査対象のものを符号３２Ｔで、コイル素子３３のうち検査対象の磁気センサ素子３２Ｔへの磁界印加に用いるものを符号３３Ａ，３３Ｂで表している。
【００３７】
図４（ｂ）に示すように、磁気センサ素子（ＭＲ素子）３２の基板３１からの高さを、コイル素子３３のソレノイドコイル３３ａにおける２層の配線の中間の高さ付近とすることにより、ソレノイドコイル３３ａの中心を通る磁界を効率よく磁気センサ素子３２に印加することができる。磁気センサ素子３２の高さを調整するため、磁気センサ素子３２と基板３１との間に絶縁層３４ａを設けることができる。
絶縁層３４ａ，３５ａには、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）で用いられるような樹脂などを用いることができる。
図４には図示していないが、磁気センサ素子３２やコイル素子３３（ソレノイドコイル３３ａの上側の配線）を保護するための封止樹脂層（図示せず）を、絶縁層３４ａ，３５ａの上に設けることもできる。
【００３８】
以上の形態例では、磁気センサ素子としてＭＲ素子を用いたが、その他にも、ホール素子、ＧＭＲ素子、ＭＩ素子、直交フラックスゲート素子等、種々の磁気センサ素子に適用することが可能である。コイルも、測定対象の磁気センサ素子に磁界が印加できるものであれば良く、形状や巻数等は特に限定されない。
【００３９】
次に、磁気センサとコイルが同じチップに形成された形態例について、図５を参照して説明する。
図５に示す磁気センサウエハ４０は、１つの基板４１の主面４１ａ上に、複数の磁気センサ素子４２と複数のコイル素子４３とが形成され、磁気センサ素子４２はメアンダ状のＭＩ素子４２ａおよび１対の電極パッド４２ｂを備え、コイル素子４３はＭＩ素子４２ａの周囲のソレノイドコイル４３ａおよび１対の電極パッド４３ｂを備えるものである。
ソレノイドコイル４３ａは、チップ４４をＭＩセンサとして用いる場合は、ＭＩ素子４２ａを高感度領域で使用するためのバイアス磁界発生コイルとして利用できる。また、チップ４４を直交フラックスゲートセンサとして用いる場合は、ソレノイドコイル４３ａをピックアップコイルとして利用できる。
【００４０】
図５に示す形態例では、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔと同じチップ４４内にあるコイル素子４３Ｂ、並びに、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔの両側にあるチップ４４のコイル素子４３Ａ，４３Ｃ（つまり、３つのコイル素子４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ）にプローブ針４Ａ，４Ｂ，４Ｃから通電することによって、磁気センサ素子４２Ｔに検査用の磁界ＭＴを印加することができる。
また、図５に示す形態例では、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔと同じチップ４４内にあるコイル素子４３Ｂへの通電はせず、測定対象の磁気センサ素子４２Ｔの両側にあるチップ４４のコイル素子４３Ａ，４３Ｃにプローブ針４Ａ，４Ｃから通電することによっても、磁気センサ素子４２Ｔに検査用の磁界ＭＴを印加することができる。
【００４１】
上述したように磁気センサチップとコイルチップを別々に配置した場合、１枚のウエハから得られる磁気センサチップの数が減少してしまう。本形態例の場合、
磁気センサ素子４２とコイル素子４３の両方が形成された領域４４は、個片化により、コイル素子を含む磁気センサチップとなる。つまり、磁気センサチップ内にコイル素子が含まれ、そのコイル素子を、検査時に磁界印加用コイルとして用いることができるので、無駄がない。
なお、磁気センサチップ内に形成されるコイル素子の他の例としては、ＭＲセンサのバイアス磁界発生コイル、平行フラックスゲートセンサのピックアップコイルや励磁コイルが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサ、フラックスゲートセンサ等の各種磁気センサに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…プローブ、３…磁気センサ用プローブ針（測定用の針）、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ…コイル用プローブ針（通電用の針）、１０，２０，３０，４０，５０…磁気センサウエハ、１１，２１，３１，４１，５１…基板（ウエハ）、１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ…主面（基板面）、１２，２２，３２，４２，５２…磁気センサ素子、１２Ｔ，２２Ｔ，３２Ｔ，４２Ｔ，５２Ｔ…検査対象の磁気センサ素子、１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ…磁気センサ素子の電極パッド、１３，２３，３３，４３，５３…コイル素子、１３Ａ，１３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，３３Ａ，３３Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆ…磁界印加用のコイル素子、１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ…コイル素子の電極パッド、１４，２４，３４，５４…磁気センサチップ（磁気センサ形成領域）、１５，２５，３５，５５…コイルチップ（コイル形成領域）、１５ａ，２５ａ，３４ａ，３５ａ，４４ａ，５５ａ…絶縁層、４４…チップ（磁気センサ及びコイルが形成された領域）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハにおける磁気センサ素子の検査方法であって、
検査対象の磁気センサ素子の電極パッドに測定用の針を立てるとともに、前記検査対象の磁気センサ素子の周辺のコイル素子の電極パッドに通電用の針を立てた後、
前記通電用の針から前記コイル素子へ通電することによって、前記検査対象の磁気センサ素子に検査用の磁界を印加し、前記測定用の針を介して磁気センサ素子の磁気特性を検査することを特徴とする磁気センサ素子の検査方法。
【請求項２】
前記コイル素子は、前記磁気センサ素子へのバイアス磁界印加用または励磁用またはピックアップ用として使用できるものであることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子の検査方法。
【請求項３】
前記検査対象の磁気センサ素子の両側にコイル素子が配置され、
前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、
一方の側のコイル素子に通電する方向を他方の側のコイル素子に通電する方向と同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向または垂直な方向から選択することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子の検査方法。
【請求項４】
前記検査対象の磁気センサ素子の周辺に２対または３対のコイル素子が配置され、
前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、
前記２対または３対のコイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向、垂直な方向、または斜めの方向から選択することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子の検査方法。
【請求項５】
１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハであって、
前記ウエハは、チップ状に切断されるときに、磁気センサ素子が搭載されたチップとなる磁気センサ形成領域と、コイル素子が搭載されたチップとなるコイル素子形成領域とが互いに隣接して設けられ、
請求項１、３または４に記載の検査方法によって検査することが可能であることを特徴とする磁気センサウエハ。
【請求項１】
１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハにおける磁気センサ素子の検査方法であって、
検査対象の磁気センサ素子の電極パッドに測定用の針を立てるとともに、前記検査対象の磁気センサ素子の周辺のコイル素子の電極パッドに通電用の針を立てた後、
前記通電用の針から前記コイル素子へ通電することによって、前記検査対象の磁気センサ素子に検査用の磁界を印加し、前記測定用の針を介して磁気センサ素子の磁気特性を検査することを特徴とする磁気センサ素子の検査方法。
【請求項２】
前記コイル素子は、前記磁気センサ素子へのバイアス磁界印加用または励磁用またはピックアップ用として使用できるものであることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子の検査方法。
【請求項３】
前記検査対象の磁気センサ素子の両側にコイル素子が配置され、
前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、
一方の側のコイル素子に通電する方向を他方の側のコイル素子に通電する方向と同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向または垂直な方向から選択することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子の検査方法。
【請求項４】
前記検査対象の磁気センサ素子の周辺に２対または３対のコイル素子が配置され、
前記コイル素子がスパイラルコイルからなり、
前記２対または３対のコイル素子の対ごとに、コイル素子に通電する方向を互いに同じ方向または反対の方向とすることにより、磁気センサ素子へ印加される検査用の磁界の方向を、前記主面に平行な方向、垂直な方向、または斜めの方向から選択することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子の検査方法。
【請求項５】
１つの基板の主面上に、少なくとも１つの磁気センサ素子と、該磁気センサ素子の周辺に少なくとも１つのコイル素子とが形成され、それぞれの磁気センサ素子およびコイル素子には電極パッドが設けられてなる磁気センサウエハであって、
前記ウエハは、チップ状に切断されるときに、磁気センサ素子が搭載されたチップとなる磁気センサ形成領域と、コイル素子が搭載されたチップとなるコイル素子形成領域とが互いに隣接して設けられ、
請求項１、３または４に記載の検査方法によって検査することが可能であることを特徴とする磁気センサウエハ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１０３４８（Ｐ２０１０−２１０３４８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５５８２（Ｐ２００９−５５５８２）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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