(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランシーバ装置から垂直方向に延びる垂直導波管部と、該垂直導波管の上部に一端が結合され他端が外部に解放された水平導波管部とを有し、前記水平導波管部が、前記集積回路チップ基板の表面と平行な水平面内にあるホーンアンテナ上部構造体及び該ホーンアンテナ上部構造体の下側に配置され前記集積回路チップ基板の表面と平行な水平面内にあるホーンアンテナ下部構造体と、前記集積回路チップ基板の表面に垂直な２つの側部とを有し、前記水平導波管部内を伝わる前記電磁信号を前記垂直導波管部に反射するように、若しくは前記垂直導波管部内を伝わる前記電磁信号を前記水平導波管部に反射するように、前記垂直方向から４５度の角度だけ傾けられた面を有するテーパバイアが前記垂直導波管部の上部に設けられている、前記集積回路チップ基板上に一体的に設けられたホーンアンテナ装置を有し、電磁信号を送受信する集積回路チップ基板の製造方法であって、
（ａ）前記トランシーバ装置が設けられた集積回路チップ基板に誘電体層を形成するステップと、
（ｂ）前記誘電体層をパターニングして、前記垂直導波管部形成用の開口及び前記水平導波管部のホーンアンテナ下部構造体形成用の開口を形成するステップと、
（ｃ）前記垂直導波管部形成用の開口及び前記水平導波管部の前記ホーンアンテナ下部構造体形成用の開口を充填するように導電材料を付着するステップと、
（ｄ）前記垂直導波管部形成用の開口内に及び前記水平導波管部の前記ホーンアンテナ下部構造体形成用の開口内に前記導電材料を残すように、過剰の導電材料を除去することにより、前記垂直導波管部及び前記ホーンアンテナ下部構造体を形成するステップと、
（ｅ）前記誘電体層及び前記ホーンアンテナ下部構造体の上にレベル間誘電体層を形成するステップと、
（ｆ）前記レベル間誘電体層をパターニングして、前記水平導波管部の前記ホーンアンテナ上部構造体形成用の開口、前記垂直な２つの側部形成用の開口及び前記垂直方向から４５度の角度だけ傾けられた面を有するテーパバイア形成用の開口を形成するステップと、
（ｇ）前記水平導波管部の前記ホーンアンテナ上部構造体形成用の開口、前記垂直な２つの側部形成用の開口及び前記テーパバイア形成用の開口を充填するように導電材料を付着するステップと、
（ｈ）前記水平導波管部の前記ホーンアンテナ上部構造体形成用の開口内に、前記垂直な２つの側部形成用の開口内に及び前記テーパバイア形成用の開口内に前記導電材料を残すように、過剰の導電材料を除去することにより、前記ホーンアンテナ上部構造体、前記垂直な２つの側部及び前記テーパバイアを形成するステップとを含む集積回路チップ基板の製造方法。
【請求項２】
前記ホーンアンテナ上部構造体及び前記ホーンアンテナ下部構造体の前記水平面内の幅が、前記一端から前記他端に向かって広くされていることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記集積回路チップ基板と前記ホーンアンテナ下部構造体との間に誘電体材料が設けられ、前記垂直導波管部の内部と前記水平導波管部の内部に誘電体材料が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｃ）及びステップ（ｇ）で付着する前記導電材料が、銅であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ）及びステップ（ｇ）で付着する前記導電材料が、アルミニウム、金及び銀からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、集積回路（ＩＣ）と共に用いられるアンテナ構造体に関し、具体的には、導波管および他のコンポーネントと集積されるホーンアンテナであって、デュアルダマシン法によって作製されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁（ＥＭ）導波管（アンテナを含む）は、１つの物理的位置から他の物理的位置へＥＭエネルギーを閉じ込めて導く構造体である。中空のＥＭ導波管は、典型的に、導電性管状構造体であり、ホーンアンテナは、自由空間との間でエネルギーを結合し、定められたビームパターン内にエネルギーを集中する、テーパ状またはフレア状の構造体である。これらアンテナ装置の内部構造のみ、金属表面の表皮厚さ（伝送エネルギーの波長に関係する）内に電流を許容するように、導電性であることが必要とされる。これら構造体の寸法は、また、これら構造体を経て伝送される放射の特性波長に依存している。したがって、マイクロ波領域よりも短い波長では、構造体は、寸法が１ミリメータよりも小さくなり、特殊な作製方法を用いなければならない。
【０００３】
広帯域無線周波（ＲＦ）およびマイクロ波信号の送信器／受信器応用製品（高出力，高利得および高効率の能力が要求される）においては、ホーンアンテナが広く用いられている。金属ホーンアンテナは、本質的には、短い広帯域導波管であり、この導波管は、全３次元パターンを方向性のある小さい立体角パターンに集中させることによって、捕集または伝送におけるＥＭエネルギー効率をかなり増大させる。ホーンアンテナは比較的短い（中空導波管に比べて）ので、ホーンアンテナに部分的に侵入する、ホーンアンテナ寸法よりも十分に大きい特性波長を有する減衰波の捕集が可能である。この現象は、聴診器が、十分大きな波長を典型的に有する音波を捕集する方法に類似している。
【０００４】
ＩＣチップ上に形成されるホーンアンテナ装置の一例は、標準的なＩＣ技術を用いてホーンアンテナを構成する方法を開示するＰＣＴ国際公開公報“Integration of Hollow Waveguides, Channels, and Horns by Lithographic and Etching Techniques”に含まれている。しかし、広帯域幅を典型的に必要とする超高周波デジタル演算応用製品、大きな並列コア通信能力、および広帯域および混合のアナログ／デジタル集積チップおよびシステムについては、ＩＣチップ内での集積方法と、集積されたホーンアンテナ構造体とが必要とされている。既存の個別装置よりも安価な方法で作製でき、ダマシン配線構造および相互接続構造を用いて、高性能多層オンチップ配線内にアンテナ構造体を作製することのできる、集積ホーンアンテナが必要とされている。これらの方法は、寄生インピーダンスによって課される帯域幅制限を避け、および個別導波管構造体が用いられるときの、金属相互接続部上でのオフチップ信号伝搬に関連した、付随インピーダンス整合の複雑性およびパッケージング複雑性を避ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の主な目的は、ホーンアンテナ装置と、上述した問題を克服するデュアルダマシン法を用いて、集積回路（ＩＣ）にホーンアンテナ装置を作製する方法とを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、各個別ＩＣチップ間のトランシーバ機能のための、モジュール内の多数の個別ＩＣチップ上の多数のアンテナよりなるホーンアンテナ・アレイを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、デュアルダマシン法を用いて、多層配線相互接続部と共に同時に作製される集積導波管構造体を有する集積ホーンアンテナ装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ＩＣホーンアンテナが接続されるパッケージまたはプリント回路板上に配置された追加の誘電体導波管または導電性導波管を、ＩＣホーンアンテナが追加の導波管に位置合わせされるようにして設けることによって、ＩＣホーンアンテナにより送信または受信される電磁放射を導く手段を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ＩＣチップ内に集積ホーンアンテナ装置を設ける。このホーンアンテナ装置は、同じＩＣチップ内で、あるいはマルチチップ・モジュール，チップ・キャリア，またはプリント回路板上の個別および独立のＩＣチップ間で、電磁エネルギーを送受信する。ホーンアンテナ装置の要素は、無線周波数，マイクロ波周波数，または光周波数の電磁放射の伝送を可能にする。本発明の応用製品は、デジタル回路またはアナログ回路と共働するトランシーバ電子サブコンポーネントを有するＩＣチップとの集積化を含んでいる。マルチＩＣチップ・モジュールに本発明を用いると、デジタル演算および低ノイズアナログ通信ネットワークが現在必要とする、より高い分離効率と低ノイズレベルとが得られる。ホーンアンテナ装置は、光が用いられる場合には、効率的な光捕集器を与える。
【００１０】
本発明は、チップ対チップ，チップ対パッケージ，またはチップ対自由空間の通信のモードを、複雑な高性能パッケージ上の多層相互接続部を用いることから、自由空間の電磁放射信号の使用へ、すなわち“ワイヤレス”通信へ変換する。この変換は、複雑なシステムのＩＣチップに用いられるパッケージの種類の簡略化およびコスト低減を可能にする。
【００１１】
ホーンアンテナ装置は、好適に用いられる銅オンチップ相互接続部に対してマルチレベル・デュアルダマシン処理を用いて、配線および相互接続構造と共に同時に作製される。ＩＣチップのダマシン処理の使用は、対応する個別コンポーネントが典型的に多くの処理工程を必要とするので、生産コストが低くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に、ホーンアンテナ装置１００を示す。この装置は、ＲＦ，マイクロ波，赤外線，または可視ＥＭスペクトル帯域を用いる、チップ対チップの通信に使用される。このホーンアンテナ装置は、独立型構造体、またはチップエッジ上に実装されているアレイの一部（以下の説明および図３に示されている）とすることができる。各ホーンアンテナ装置は、共通モジュール上の多数のトランシーバ・ネットワークの一部である。一連のデュアルダマシン作製工程を、ＩＣチップ上の配線／相互接続部と共に同時に作製されるホーンアンテナ装置の図２（Ａ），（Ｂ）に示している。
【００１３】
図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ホーンアンテナ装置１００の一実施例の上面図，側面図，正面図である。金属ダマシン構造を用いて共に形成されたホーンアンテナ上部構造体１０とホーンアンテナ下部構造体３０とは、好適には４５度テーパ開口部を持つテーパバイア５０を有する水平導波管部７０を形成する。この導波管部７０は、一体に形成された垂直導波管部６０に通じている。垂直導波管部６０は、水平導波管部７０に対して軸方向に垂直である（例えば、図示のように９０度オフセットを有するが、意図した使用の要求に応じて異なる角度とすることができる）。以下に説明するダマシン処理を用いることは、金属テーパバイア構造体５０を通る放射の、チップ内またはチップ上に設けられた光検知器のようなトランシーバ・コンポーネントへの９０°偏向を可能にし、捕集された放射の伝送を可能にする。テーパバイア構造体５０は、入力ＥＭ信号を光検知器へ反射し、および光検知器から出力するＥＭ信号を反射する。垂直導波管部６０は、電子サブコンポーネント４０（電子的に能動または受動のトランシーバ装置）に通じる。サブコンポーネント４０は、ＩＣチップ基板５の一部に取り付けられ、ＩＣチップ基板５の一部を形成する。ホーンアンテナの頂部での面２０は、導波管構造体内の放射を反射するために、組み込むことができる。導波管部６０，７０は、以下に説明するように、デュアルダマシン処理を用いて作製することができる。ＥＭエネルギーは、垂直および水平導波管部６０，７０をそれぞれ形成する金属側壁からの反射によって、テーパバイア５０（ホーンアンテナの広い開口は、高い結合効率を与える）へ伝送され、およびテーパバイア５０から反射される。
【００１４】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、ホーンアンテナ装置１００を作製する処理工程を示す。このホーンアンテナ装置は、細い配線で相互接続することができ、ＩＣチップ５上の銅線および銅充てんバイアのダマシン処理を用いて、構造体を接続することができる。通常の個別ＩＣチップは、一般に、アルミニウム配線のみを用いている。このことは、銅ダマシン配線／相互接続部を用いるＩＣチップと比べて、かなり制限された性能を与える。ＣＭＯＳ技術では、銅ダマシンで作製されたＩＣチップの使用は、安価であり、アルミニウム配線に比べて、良好な導電率とエレクトロマイグレーション抵抗とを有している。銅は、デュアルダマシン処理に用いるには好適な金属ではあるが、他の高導電率の金属（アルミニウム，金，または銀のような）もまた、本発明の範囲内である。銅ダマシン構造体の使用は、０．５ミクロン以下の範囲にあるフィーチャ・サイズを有するマルチレベル導電配線／コンタクト構造体を形成することができる。これら構造体のための典型的な処理工程は、誘電体材料のブランケット付着；ライントレンチおよびバイア開口を形成するための誘電体材料のパターニング；拡散バリア層、およびトレンチおよび／または開口を整列させるための任意のウェット層の付着；物理的蒸着（ＰＶＤ），化学的蒸着（ＣＶＤ）によって、または電気メッキによってトレンチおよび開口を充てんするのに十分な厚さに、基板上への銅層の付着；基板表面からの過剰な導電材料の除去を含んでいる。過剰な導電材料は、化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いて、典型的に除去される。構造体のダマシン処理は、“Patterning of copper for multilevel metallization: reactive ion etching and chemical-mechanical polishing,”Applied Surface Science 91, pages 139-146(1995)に、Ｓｔｅｉｎｂｒｕｃｈｅｌによって詳細に記述されている。また、米国特許第６，０３７，２５８号および第６，１５６，６４２号明細書を参照すべきである。
【００１５】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に、デュアルダマシン・ホーンアンテナの作製を、ＩＣチップ基板５上に垂直導波管構造体６０およびアンテナの下部プレート３０と、これら垂直導波管構造体６０および下部プレート３０のレベルと同じレベルに設けた別個の相互接続部（これは垂直導波管構造体６０に対応するバイア及び下部プレート３０に対応する配線を有する、図示していない）とが既に形成された中間段階から開始して示す。工程（ａ）においてＩＣチップ基板５が設けられ、予備レベルにまで作製することができる。この予備レベルでは、典型的に、コンプリメンタリまたはバイコンプリメンタリＭＯＳ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ）トランジスタおよびバイポーラ接合トランジスタを、含むことができる。
【００１６】
工程（ｂ）では、レベル間誘電体層（ＩＬＤ）２０１、典型的には二酸化シリコンまたは低誘電率絶縁体を、典型的には、プラズマ増速ＣＶＤ、またはスピン供給および硬化によって付着する。次に、工程（ｃ）において、ライン・レベル２０２およびバイア・レベル２０３の開口を、フォトリソグラフィおよび続く反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）によって画成する。
【００１７】
工程（ｄ）において、これら開口を、高融点金属ライナ，シード層，電気メッキ銅２０４で充てんし、過剰の金属を、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって平坦状に除去する。工程（ａ）〜（ｄ）は、多数のライン・レベルおよびバイア・レベルの相互接続部と共に、ホーン空胴構造体１０，３０の多層を形成するこれら工程の繰り返しサイクルを示している。工程（ｅ）では、テーパバイア５０を、垂直の導波管構造体６０を形成する通常（垂直壁の）バイアとは別個に形成する。典型的には、圧力，出力，化学作用についてのＲＩＥプロセス・パラメータは、テーパ側壁１０が形成されるように変更される。好適な側壁角度は、４５度である。例えば、少量の酸素がＲＩＥガスに添加されるならば、バイア５０がエッチングされる間、フォトレジスト・バイア開口は、次第に拡大していく。これは、常時拡がるフォトレジスト開口内に、バイアの上部を露出させる。その結果、バイア寸法は、上部の方へ向かって一様に拡くなるように成長する。逆に、強力な高分子化ＲＩＥ化学作用（例えば、フルオロカーボン・ガスおよびフルオローハイドロカーボン・ガスの添付によって）は、次第に開口を閉じていき、深くなるに従って一様に小さく縮小するバイアを形成する。いずれの方法であっても、ホーンアンテナの頂部に、大きくかつ均一にテーパ付けされたバイア側壁を、面２０として形成することができる。
【００１８】
図２（Ａ）の次の工程（ｅ）において、別個のマスク・シーケンスおよびＲＩＥシーケンスで、他の垂直バイアをまた、同一レベルに形成することができる。ライン・レベルを形成した後に、パターンを、従前通りライナ／シードメッキ銅で充てんし、次に、ＣＭＰで平坦化して、工程（ｆ）に表されるように、最終的なホーン形状を形成する。次に、上部配線層，通常の誘電体パシベーション，ターミナル金属（ワイヤボンドまたはＣ４はんだボール），パッケージングによって、チップを完成することができる（図示せず）。
【００１９】
図３は、マルチチップ・モジュール３００におけるホーンアンテナ装置１００の１つの好適な使用例を示す。オプト・エレクトロニク相互接続部を用いるマルチチップ・モジュール・システムが、米国特許第５，８１８，９８４号明細書（Ａｈｍａｄらの）に知られている。この米国特許は、本出願の明細書の内容に含まれるものとする。
【００２０】
米国特許第５，８１８，９８４号明細書において、多数のチップよりなる複合体がボンディングされ、多層セラミック基板上の配線に電気的に接続される。セラミック基板は、プリント回路板に実装され、接続される。この米国特許は、チップ取り付け面に実装された少なくとも２個のチップを備えるマイクロ電子モジュールを開示している。各ＩＣチップは、少なくとも１個のチップ入力と１個のチップ出力とを含むエッジを有している。チップは、一方のＩＣチップのエッジが他方のＩＣチップのエッジに対向するように、配置される。各ＩＣチップは、チップのエッジに取り付けられた少なくとも１個の光送信器を有している。導波管構造体は設けられていないことに留意すべきである。送信器は、チップ出力に結合された入力と、送信器入力に入力される信号を示す光信号を生成する送信部とを有している。さらに、米国特許第５，８１８，９８４号明細書は、これらの送信器出力からの光放出の発散角度を示し、物理的な導波管構造体ではないコーン形状体を示している。マイクロ電子モジュールは、さらに、チップのエッジに取り付けられた少なくとも１個の光受信器を有している。この光受信器は、チップ入力に結合された出力と、他方のチップの対応する光送信器によって生成される光信号を直接に受信する受信部とを有している。この光受信器と対応する光送信器とは、送信器／受信器対を形成する。米国特許第５，８１８，９８４号明細書のこれら送信器／受信器対は、送信器／受信器装置として働く集積ホーンアンテナ構造体の使用を、提案も教示もしていない。
【００２１】
図３において、モジュール３００は、数個のＩＣチップ基板５を有している。各ＩＣチップ基板は、チップ対チップの信号伝送のために取り付けられた少なくとも１個のホーンアンテナ装置１００を有している。各ホーンアンテナ装置１００を用いることによって、一例としてチップ対チップの信号伝送周波数を、１５０ＧＨｚ範囲のオーダにすることができる。この範囲では、ホーンアンテナ導波管部７０は、長さが約３ｍｍである。このようなモジュールを用いて、ＩＣチップ５間で通信される信号を、多重化することができる。ＩＣチップ５を、Ｃ４はんだボールを用いて実装された“フリップ・チップ”とすることができ、テーパ状または長方形状セグメントのような、誘電体導波管（二酸化シリコン，プラスチック，またはポリマ）または金属導波管１５０、あるいは連続的に大きなホーンまたはコーンを、モジュール３００上に実装して、対応する通信ホーンアンテナ装置１００間の放射を取じ込めて捕集することができる。
【００２２】
モジュール３００上のＩＣチップは、半導体ダイオード・レーザ，面発光レーザ，発光ダイオード，または電磁信号を伝送するホーン導波管内の集積ダイポール・アンテナに接続された電子発振器回路を有することができる。同様に、チップは、光検知器ダイオード、または到来電磁信号の受信のために、ホーン導波管内の集積ダイポール・アンテナに接続されたダイポール・エレクトロニクス回路を有することができる。ホーンアンテナ装置１００は、その小さな寸法の故に、ＴＨｚ発振器（ディープ・サブミクロン構造における量子力学的トンネリングに基づく）と、半導体ＬＥＤおよびレーザと共に動作するトランシーバにとって有効なアンテナである。マルチチップ・モジュール３００は、単一基板上の多数のチップが、ホーンアンテナ装置と、ホーンアンテナ装置間のモジュール上の光導波管とを用いて、チップ対チップに高周波信号を伝送する応用を有している。
【００２３】
図４は、モジュール３００上の追加のチップ間導波管２５０に対して位置合わせされた集積ホーンアンテナ装置１００を有する多数のフリップチップ実装ＩＣチップを用いるモジュールの上面図を示す。これらの追加のチップ間導波管は、透過誘電体リッジ，ファイバ，または金属中空体あるいは誘電体充てん管とすることができる。これらの導波管２５０は、ホーンの対間で、放射をより効率的に伝送して、散乱放射がビームパスからはずれることを排除することによって、近接アンテナからの信号分離を増大させる。
【００２４】
図５は、追加のオフチップ導波管に対して位置合わせされた集積ホーンアンテナ装置を有するＩＣチップを用いるモジュールの上面図である。幾本かの光ファイバ３５０が、モジュール３００上で位置合わせされて実装されている。ホーンアンテナ装置１００は、信号源（図示せず）からファイバを経て光出力ビームを受け取る。ホーンアンテナ装置１００は、ファイバ端からのビーム中の発散放射（図示のような）を捕集するのを助け、ＩＣチップ５に設けられたトランシーバに対して光ファイバが誤り位置合わせされた場合に生じる問題を最小にする。このことは、通常はサブミクロンの位置合わせ精度を要求する多数本の光ファイバの適切なオプト・エレクトロニク配列に関する重要な問題を解決する。
【００２５】
要するに、追加の導波管をモジュール上に設けて、前記導波管構造体の間で、あるいは導波管と、光ファイバ，大きな非集積形態のホーン，またはダイポール・アンテナを含む異なる形態の導波管構造体との間で、放射の方向を変える、放射を位置合わせし，コリメートし，伝送することができる。他の形態の導波管構造体を有する集積ホーンアンテナ装置１００を使用すると、単一モード光ファイバに対してオンチップ光コンポーネントを結合するのに必要な位置合わせ公差をゆるくする。これらの他の形態の外部導波管構造体に本発明を用いることは、モジュールとの間で光の伝送を可能にし、典型的に１ミクロンの何分の一でなければならないファイバ・トランシーバ・コンポーネント間の厳しいチップ位置合わせ要件を最小にする。本発明の利益がなければ、これらの他の外部導波管構造体は、マイクロマシーン化された位置合わせキー，スロット，またはＰＺＴ（圧電力変換器）アクティブ調整器を、通常必要とする。本発明の利点は、大きな立体角にわたって放射を捕集し、捕集した放射を、ダマシン配線および相互接続部が用いられる小面積のサブコンポーネント電子装置に伝送するので、増大した捕集効率を含んでいる。
【００２６】
さらに、これらの集積された送信器，受信器，ホーンアンテナは、チップ間で、およびチップと外部環境との間で、ワイヤレス・データ通信を可能にする。このことは、パッケージ上の複雑で高価な高性能マルチレベル相互接続部と、複雑なワイヤード・インピーダンス整合構造体との必要性を、排除する。オンチップ・ホーン形状は、単一モード光ファイバ，または第二段アンテナ，または長方形状導波管のような外部導波管をチップに結合するのに必要な位置合わせ公差をゆるくする。光信号またはワイヤレス信号で、デジタルまたはアナログ・エレクトロニクスをインタフェースする容易さについて、このような改良を行うことは、デジタル・ハンドセット，セルラーフォン，ワイヤレス・パーソナルコンピュータ・インタフェース，ワイヤレス・ネットワーク・アダプタなどのような製品に、非常に重要であり望ましい。非常に高性能の演算およびスイッチング領域において、ここに開示しているような装置は、マルチプロセッサ並列演算装置およびスーパ演算装置に必要とされるような超広帯域デジタル通信には非常に貴重である。デジタル電子信号とデジタル光信号とのインタフェースの容易さ、および単一モードファイバまたは導波管への位置合わせの容易さは、デジタル演算およびデジタル電話通信応用のための光相互接続部の増大した成長に対して、本発明の重要な利点となる。
【００２７】
本発明を、好適な実施例について説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲内で、本発明の変形例を実施できることが分かるであろう。
【００２８】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
（１）集積回路構造体を作製する方法であって、
絶縁層をパターニングして、相互接続構造体および少なくとも１個の導波管構造体のための開口を同時に形成する工程と、
前記開口内に導電材料を付着させて、前記相互接続構造体および前記導波管構造体を同時に形成する工程と、
前記絶縁層の上部から、過剰な導電材料を除去する工程と、
を含む方法。
（２）前記導波管構造体は、複数の工程で形成し、前記パターニング工程，前記付着工程，前記除去工程は、前記複数の各工程において繰り返される、上記（１）に記載の方法。
（３）前記複数の工程のうちの第１の工程は、直線形状空胴を形成する工程を含み、前記複数の工程のうちの他の工程は、前記空胴へのオフセット角で前記空胴に接続されるホーン形状空胴を形成する工程を含み、
前記ホーン形状空胴および前記直線形状空胴は、前記導波管構造体を構成する、上記（２）に記載の方法。
（４）前記少なくとも１個の導波管構造体は、複数の導波管構造体よりなり、前記複数の導波管構造体は、前記集積回路構造体の異なる領域間で電磁信号を伝送するように構成する、上記（１）に記載の方法。
（５）前記導電材料は、銅を含み、前記付着工程は、デュアルダマシン処理を含む、上記（１）に記載の方法。
（６）前記導電材料は、アルミニウム，金，銅，銀よりなる群から選択される高導電性金属よりなる、上記（１）に記載の方法。
（７）前記相互接続構造体は、前記集積回路構造体内のデバイスを電気的に接続する導電構造体である、上記（１）に記載の方法。
（８）前記導波管構造体を、トランシーバ・コンポーネントとに一体に形成する、上記（１）に記載の方法。
（９）集積回路構造体を作製する方法であって、
絶縁層をパターニングして、相互接続構造体および導波管構造体のための開口を同時に形成する工程と、
前記開口内に導電材料を付着させて、前記相互接続構造体および前記導波管構造体を形成する工程と、
前記絶縁層の上部から、過剰な導電材料を除去する工程と、
を含む方法。
（１０）前記導波管構造体は、複数の工程で形成し、前記パターニング工程，前記付着工程，前記除去工程は、前記複数の各工程において、繰り返される上記（９）に記載の方法。
（１１）前記複数の工程のうちの第１の工程は、ホーン形状空胴を形成する工程を含み、前記複数の工程のうちの第２の工程は、前記ホーン形状空胴へのオフセット角で前記ホーン形状空胴に接続される直線形状空胴を形成する工程を含み、前記ホーン形状空胴と前記直線形状空胴との各対は、前記導波管構造体のうちの１個を構成する、上記（１０）に記載の方法。
（１２）前記導波管構造体は、前記集積回路構造体の異なる領域間で電磁信号を伝送するように構成する、上記（９）に記載の方法。
（１３）前記導電材料は、銅を含み、前記付着工程は、デュアルダマシン処理を含む、上記（９）に記載の方法。
（１４）前記導電材料は、アルミニウム，金，銅，銀よりなる群から選択される高導電性金属よりなる、上記（９）に記載の方法。
（１５）前記相互接続構造体は、前記集積回路構造体内のデバイスを電気的に接続する導電構造である、上記（９）に記載の方法。
（１６）前記導波管構造体を、トランシーバ・コンポーネントとに一体に形成する、上記（９）に記載の方法。
（１７）電子サブコンポーネントと、
前記電子サブコンポーネント上に設けられた少なくとも１個の導波管とを備え、前記導波管は、ホーン形状空胴と、前記ホーン形状空胴から軸方向にオフセットされた空胴とを有し、前記導波管は、前記電子サブコンポーネントとの間で、電磁信号をやり取りする、トランシーバ装置。
（１８）前記ホーン形状空胴は、前記空胴から約９０度、軸方向にオフセットされ、前記空胴は、断面が長方形である、上記（１７）に記載のトランシーバ装置。
（１９）前記導波管は、前記ホーン形状空胴と前記空胴との間の接合部に配置された面を有し、前記面は、前記導波管を経て電磁エネルギーの方向を変える、上記（１７）に記載のトランシーバ装置。
（２０）前記電子サブコンポーネントは、電磁受信器を備える、上記（１７）に記載のトランシーバ装置。
（２１）前記電子サブコンポーネントは、電磁送信器を備える、上記（１７）に記載のトランシーバ装置。
（２２）前記送信器は、レーザを備える、上記（２１）に記載のトランシーバ装置。
（２３）前記送信器は、発光ダイオードを備える、上記（２１）に記載のトランシーバ装置。
（２４）前記受信器は、光検知器を備える、上記（２０）に記載のトランシーバ装置。
（２５）複数の電子サブコンポーネントと、
前記電子サブコンポーネント上の複数の導波管とを備え、前記各導波管は、ホーン形状空胴と、前記ホーン形状空胴から軸方向にオフセットされた空胴とを有し、前記導波管は、前記電子サブコンポーネントとの間で、電磁信号をやり取りする、マイクロ電子モジュール。
（２６）前記ホーン形状空胴は、前記空胴から約９０度、軸方向にオフセットされ、前記空胴は、断面が長方形である、上記（２５）に記載のマイクロ電子モジュール。
（２７）前記導波管は、前記ホーン形状空胴と前記空胴との間の接合部に配置された面を有し、前記面は、前記導波管を経て、電磁エネルギーの方向を変える、上記（２５）に記載のマイクロ電子モジュール。
（２８）前記電子サブコンポーネントは、電磁受信器を備える、上記（２５）に記載のマイクロ電子モジュール。
（２９）前記電子サブコンポーネントは、電磁送信器を備える、上記（２５）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３０）前記送信器は、レーザを備える、上記（２９）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３１）前記送信器は、発光ダイオードを備える、上記（２８）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３２）前記受信器は、光検知器を備える、上記（２８）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３３）前記複数の導波管のうちの少なくとも１個は、バルク形導波管構造体に放射を適合的に伝送し、これによって追加のコンポーネントなしに、オンチップ自己整合を可能にする、上記（２８）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３４）前記バルク導波管構造体は、光ファイバよりなる上記（３３）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３５）前記バルク導波管構造体は、ダイポールアンテナ構造体よりなる上記（３３）に記載のマイクロ電子モジュール。
（３６）前記バルク導波管構造体は、ホーンアンテナ構造体よりなる上記（３３）に記載のマイクロ電子モジュール。
【図面の簡単な説明】
【図１】本アンテナ装置の上面図，側面図，正面断面図である。
【図２】ホーンアンテナ装置をどのようにして作製するかを示す一連の工程の側面断面図および正面断面図である。
【図３】チップ対チップのデータ伝送に用いられる集積ホーンアンテナ装置を有する多数のＩＣチップを用いるモジュールの上面図である。
【図４】モジュール上の追加のチップ間導波管に位置合わせされた集積ホーンアンテナ装置を有する多数のフリップチップ実装ＩＣを用いるモジュールの上面図である。
【図５】光ファイバのような追加のオフチップ導波管に位置合わせされた集積ホーンアンテナ装置を有するＩＣチップを含むモジュールの上面図である。
【符号の説明】
５  ＩＣチップ基板
１０  ホーンアンテナ上部構造体
２０  面
３０  ホーンアンテナ下部構造体
４０  電子サブコンポーネント
５０  テーパバイア
６０  垂直導波管部
７０  水平導波管部
１００  ホーンアンテナ装置
１５０  導波管
２０１  レベル間誘電体
２０２  ライン・レベル
２０３  バイア・レベル
２０４  銅
２５０  チップ間導波管
３００  モジュール
３５０  光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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