(57)【要約】  本発明は、整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製する方法であって、電力分配器、スロット付きアンテナのための放射キャビティ領域及び１又は２以上のビアに接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを感光性ガラス基板に形成するステップと、感光性ガラス基板の第１の表面に金属グランドプレーンを堆積させるステップと、放射キャビティの上方にスロットアンテナを形成するスロットのパターンで感光性ガラス基板上に銅層を堆積させるステップと、スロットアンテナの下で放射キャビティに１又は２以上のガラスピラーを形成するステップと、１又は２以上のガラスピラーを保持しながら、放射キャビティにおける感光性ガラスをエッチング除去するステップと、同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクション、及びグランドプレーンに接続するビアの１又は２以上のはんだバンプにマイクロ同軸コネクタを接続して、スロット付きアンテナを形成するステップと、を含む、前記方法を含む。
2021528027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製する方法であって、
前記スロット付きアンテナのための放射キャビティ領域及び１又は２以上のビアに接続されている電力分配器に接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを感光性ガラス基板に形成するステップと、
前記感光性ガラス基板の第１の表面に金属グランドプレーンを堆積させるステップと、
前記放射キャビティの上方にスロットアンテナを形成するスロットのパターンで前記感光性ガラス基板上に銅層を堆積させるステップと、
前記スロットアンテナの下で前記放射キャビティに１又は２以上の銅ピラーを形成するステップと、
前記１又は２以上の銅ピラーを保持しながら、前記放射キャビティにおける前記感光性ガラスをエッチング除去するステップと、
前記同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクション、及び前記グランドプレーンに接続する前記ビアの１又は２以上のはんだバンプにマイクロ同軸コネクタを接続して、スロット付きアンテナを形成するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
感光性ガラス基板が、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であってＢ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記感光性ガラス基板が、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記感光性ガラス基板が、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比は、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記感光性ガラス基板が、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スロット付きアンテナの１又は２以上を、前記感光性ガラス基板から個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記スロット付きアンテナが、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、前記アンテナのスロット付き部分が、前記キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
スロット付きアンテナを作製する２ウエハ方法であって、
キャビティにおける１又は２以上の銅支持ピラー、前記キャビティの１又は２以上の外壁、及びマイクロアキシャルコネクタを接続するための銅ビアを、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成し、かつ１又は２以上のアンテナスロットを含む銅層を第１の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面上に形成するステップと、
マイクロアキシャルコネクタ及び電力分配器セクション、共振器キャビティ、側壁、及び前記共振器キャビティにおける１又は２以上の支持構造を、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成するステップと、
放射キャビティスロット付きアンテナセクションの金属表面、前記キャビティにおける前記支持構造、電力分配器セクション、及び前記第１又は第２の感光性ガラス基板ウエハの少なくとも１つの同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）に沿ってはんだボールを配置するステップと、
前記スロット付きアンテナの前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを位置合わせするステップと、
前記はんだボールを流して前記キャビティにおける前記支持構造、電力分配器セクション、及び前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの同軸−共平面導波路を接続するのに十分な温度で、前記第１又は第２の感光性ガラス基板ウエハを圧縮するステップと、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハにおける前記キャビティの反対側の前記第２の感光性ガラス基板ウエハの表面上にスロット付きアンテナを形成するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項９】
前記感光性ガラス基板が、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記感光性ガラス基板が、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記感光性ガラス基板が、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比が、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記感光性ガラス基板が、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記スロット付きアンテナの１又は２以上を、前記感光性ガラス基板から個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記スロット付きアンテナが、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、前記アンテナのスロット付き部分は、前記キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製する方法であって、
（１）１又は２以上の構造を含む設計レイアウトをマスキングして感光性ガラス基板上に１又は２以上の導電経路を形成するステップと、
（２）前記感光性ガラス基板の少なくとも一部を活性化エネルギー源に曝露してアンテナ構造の１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持要素を露光するステップと、
（３）前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超える加熱相へ処理して、前記活性化エネルギー源に曝露された前記感光性ガラス基板の一部をセラミックに変換するステップであって、セラミックに形成された前記感光性ガラスの部分が、前記アンテナ構造の外壁、内壁、及び少なくとも１つのビアを含む、ステップと、
（４）前記感光性ガラス基板の第１の側にタンタルの層及び銅の層を堆積させるステップと、
（５）前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングして、前記スロット付きアンテナのための放射キャビティに接続されている電力分配器に接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）の内部を形成するステップと、
（６）前記基板における１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持ビアをエッチングするステップと、
（７）前記同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）及び前記電力分配器を保護するフォトレジストを堆積させるステップと、
（８）前記感光性ガラス基板を活性化エネルギー源に曝露して、前記ウエハを横切ることなく前記キャビティを形成するのに十分な時間、前記放射キャビティを露光するステップと、
（９）前記フォトレジストを除去し、前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超える加熱相へ処理して、前記活性化エネルギー源に曝露された前記感光性ガラス基板をセラミックに変換するステップと、
（１０）スロットアンテナを形成するスロットのパターンで前記感光性ガラス基板の第２の側でフォトレジストをコーティング及び露光するステップと、
（１１）前記感光性ガラス基板の前記第２の側にタンタルの層及び銅の層を堆積させるステップと、
（１２）前記フォトレジストを除去し、前記感光性ガラス基板を銅で電気めっきするステップと、
（１３）前記放射キャビティの一部を除いて前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングし、前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションを露光するステップと、
（１４）前記感光性ガラス基板を横断することなく、前記放射キャビティを形成するのに十分な時間、セラミックに形成された前記感光性ガラス基板の一部をエッチングするステップと、
（１５）水又は溶媒で前記ウエハをリンスするステップと、
（１６）投影アライナーを用いて前記放射キャビティに１又は２以上のガラスピラー又はガラスピラー領域を形成するパターンで領域を露光するステップと、
（１７）前記感光性ガラス基板に硝酸銀をコーティングし、前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクション上の赤外線源で前記感光性ガラス基板上の前記硝酸銀を金属銀に還元するステップと、
（１８）前記金属銀上に銅を無電解めっきするステップと、
（１９）前記感光性ガラス基板をアルゴン中で少なくとも２５０℃に加熱して前記銅を前記銀に接着させるステップと、
（２０）スピンオンガラスのＳｉＯ２でプラズマエッチングプロセスでエッチングして前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションの周囲で前記銅の側壁を露出するステップと、
（２１）１又は２以上の銅の側壁までプラズマエッチングするステップと、
（２２）前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングし、前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションのための接触タブ上の前記スピンオンガラス上の領域を開いて銅タブまでプラズマエッチングするステップと、
（２３）標準的なストリッパを用いて前記フォトレジストを除去して水でリンスするステップと、
（２４）前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングして前記電力分配器上のパターンを取り除くステップと、
（２５）前記感光性ガラス基板をタンタル及び次いで銅でスパッタリングコーティングするステップと、
（２６）前記スパッタ銅上に銅を無電解めっきするステップと、
（２７）前記フォトレジストを除去し、前記感光性ガラス基板を水でリンスするステップと、
（２８）インクジェットプリンタではんだバンプを堆積させて、前記同軸−ＣＰＷ要素のマイクロ同軸コネクタの中心電極との電気的接触を形成するステップと、
（２９）前記感光性ガラス基板を加熱して前記はんだバンプを流し、前記同軸−ＣＰＷ要素の前記電気的接触から強固な電気的及び機械的接続を作製するステップと、
（３０）１０％のＨＦ中で前記ウエハをリンスし、残っているセラミック材料及びスピンオンガラスのすべてを前記アンテナキャビティから除去するステップと、
（３１）水及びアルコールで前記ウエハをリンスするステップと、
（３２）グランドプレーンと接触させ、前記マイクロ同軸コネクタを前記感光性ガラス基板に取り付けるために、前記スロット付きアンテナの周囲で、そして前記同軸−ＣＰＷ要素への前記マイクロ同軸コネクタの前記中心電極で、インクジェット堆積プロセスではんだバンプボンドを堆積させるステップと、
（３３）表面実装マイクロ同軸コネクタを前記はんだバンプに取り付けて、前記スロット付きアンテナに同軸コネクタを提供するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項１６】
前記活性化エネルギー源がＵＶ光である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記感光性ガラス基板が、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３、及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記感光性ガラス基板が、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記感光性ガラス基板が、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比が、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記感光性ガラス基板ウエハが、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記スロット付きアンテナの１又は２以上を、前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハから個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記スロット付きアンテナが、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、前記アンテナの前記スロット付き部分が、前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハ間に形成された前記キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
スロット付きアンテナを作製する２ウエハ方法であって、
（１）第１の感光性ガラス基板ウエハを、
第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にフォトレジスト又はワックスを堆積させること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハ上にパターンを露光して、放射キャビティの１又は２以上の側面、１又は２以上のビア、及びアンテナ構造の１又は２以上の支持構造を露光すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミックに変換すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の側でフォトレジストをＲＦ放射用のスロットにコーティング、露光及び現像すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にスパッタリングすることによって前記フォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハ上に銅を電気めっきすること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面をワックス、フォトレジスト又は他の保護コーティングでコーティングすること、
前記１又は２以上のビア及び前記１又は２以上の支持構造をエッチングすること、
前記アンテナの前記１又は２以上のビア及び前記１又は２以上の支持構造及び前記１又は２以上の側壁を電気めっきすること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面の反対側の前記第１の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面の化学機械研磨を実行すること、
前記放射キャビティを活性化エネルギーに曝露して前記放射キャビティ、電力分配器及び同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを露光すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミック相に変換すること、
によって処理するステップと、
（２）第２の感光性ガラス基板ウエハを、
マイクロ同軸コネクタ及び電力分配器セクションをフォトマスクで前記第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成すること、
放射キャビティの１又は２以上の側壁、及び１又は２以上の支持構造を露光すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミック相に変換すること、
外部銅スロット付きアンテナ用のパターンで前記第２の感光性ガラス基板ウエハ基板の第２の表面上にフォトレジストをコーティング、露光及び現像すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にスパッタリングすることによって前記フォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、
標準的なストリッパを用いて前記フォトレジストを除去し、前記第２の感光性ガラス基板ウエハに銅を電気めっきすること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面をワックス、フォトレジスト又は他の保護コーティングでコーティングすること、
前記１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持ピラーをエッチングすること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上の前記銅から前記１又は２以上のピラー及び１又は２以上の側壁を電気めっきすること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを水でリンスし、乾燥させること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面を化学機械研磨によって平坦化すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にフォトレジストをコーティング、露光及び現像して、前記マイクロ同軸コネクタ電力分配器セクションを遮蔽すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを活性化エネルギーに曝露すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミック相に変換すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にスパッタリングすることによって前記フォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、
標準的なストリッパを用いて前記フォトレジストを除去し、前記第２の感光性ガラス基板ウエハ上に銅を電気めっきして前記開口を露出すること、
によって処理するステップと、
（３）前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前面の前記銅要素上にはんだボールを配置すること、
アライメントフィデューシャル及びエッチングされたキー構造を用いて前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをアライメントすること、
前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを圧縮して前記アライメントを維持すること、
前記アライメントされた第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを加熱して前記はんだを流し、前記同軸−ＣＰＷ要素で強固に電気的及び機械的に接続させること、
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをフォトレジストでコーティングして前記スロットパターンを露光すること、
前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の側をワックス、フォトレジスト又は他の材料でコーティングして、前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを保護すること、
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをエッチングして、前記共振器、電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションから前記セラミック相を除去すること、
前記フォトレジストを除去すること、
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハ上の前記１又は２以上のスロットパターンを露光すること、及び
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをエッチングして前記１又は２以上のスロットパターンを開くこと、
によって前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを接続するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２４】
前記第１及び第２の感光性ガラスエハの少なくとも１つが、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３、及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１及び第２の感光性ガラスエハの少なくとも１つが、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１及び第２の感光性ガラスエハの少なくとも１つが、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比が、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本ＰＣＴ国際特許出願は、２０１８年９月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／７３２，４７２号に対する優先権を主張するものであり、その内容を、参照によりその全体を本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、１つ又は２つの感光性ガラス基板ウエハからグランドプレーンを備えた高効率のコンパクトなスロット付きアンテナを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明の範囲を限定することなく、その背景を高効率のコンパクトなスロット付きアンテナに関連して説明する。
【０００４】
スロットアンテナは、金属表面、通常は平板からなり、１又は２以上の穴又はスロットが金属基板／グランドプレーンから切り取られている。一般に、これらのスロットは約λ／４の長さで、中心間の間隔はλ／２の距離である。エミッタ又はソースは一般に第１のスロットからλ／４に配置され、最後のスロットの中心は導波路の端部又はリフレクタからλ／４にある。リフレクタ又は導波路の端部には約λ／１０の精度が必要である。１センチメートルの波長には１ミリメートルのリフレクタ配置精度が必要である。スロットの幅は放射の波長よりはるかに少ない。スロットの形状及びサイズ、並びに駆動周波数によって、放射パターンが決定される。スロットアンテナは、海洋レーダーにおけるレーダーアンテナ、携帯電話の基地局、及び研究及び較正の目的のためのデスクトップマイクロ波源に広く用いられている。図４は、スロットアンテナの２つの商用バージョンを示す。スロットアンテナの主な利点は、その設計の簡素さ、及び１ＧＨｚと２５ＧＨｚとの間の周波数用の大量生産への便利な適応である。最も一般的なスロット付き導波路は、図１に示すものに似ている。図１は、スロットの中心間の間隔がλ／２であり、導波路の終端が最後のスロットの中心からλ／４、精度がλ／１０、スロットの幅が＜＜λであることを示す。導波路の幅はほぼ放射の自由空間波長（λ）であり、導波路の高さはλ／１０である。１ＧＨｚ又は２９．９ｃｍの波長から最大２５ＧＨｚの周波数又は１．１９ｃｍの波長で古典的なコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ツールがスロットを作成するのに十分な精度を有することがわかる。しかしながら、１００ＧＨｚ又は０．２９９ｃｍの波長では、０．００３ｃｍ（１．１ｍｉｌ）のオーダーの横方向スロット寸法＜＜λが必要である。最新のＣＮＣツールは、０．０１ｃｍ＋／−０．０１ｃｍ又は約３．９ｍｉｌ＋／−０．４ｍｉｌの精度を有する。明らかに、より高い周波数又はより短い波長では、古典的なＣＮＣ機械加工を用いる能力は実現不可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スロット付きアンテナは、６００ＭＨｚと２５ＧＨｚとの間の周波数で古典的な機械加工技術を用いて製造するのが簡単であると考えられている。３０ＧＨｚの上方では、スロット、導波路、及び周波数発射要素を作製するための精度及びフィーチャサイズ。一例として、１００ＧＨｚの周波数での中心間の間隔はλ／２又は１．５ｍｍであり、導波路の終端は最後のスロットの中心からλ／４又は７５０μｍ、精度はλ／１０又は１５０μｍであり、スロットの幅は＜＜λ又は１５０μｍであり、導波路の幅は放射のほぼ自由空間波長（λ又は３ｍｍ）であり、導波路の高さはλ／１０又は１５０μｍである。スロットアンテナに必要な精度のレベルは、低コストで高品質のスロット付きアンテナを製造する古典的なＣＮＣ機械加工能力を超えている。しかしながら、プリント回路基板（ＰＣＢ，printed circuit board）及び／又は半導体処理技術は、マイクロメートルよりはるかに少ないフィーチャサイズを製造する能力。ＰＣＢ及び半導体技術で用いられる材料は電子的に損失があり、すなわちこれらは高損失正接を有し、効率的な低コストのスロットアンテナの作成又は製造を支持しない。DuPont社は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ，low temperature co-fired ceramic）多層スロット付きアンテナの使用を示してきた。ＬＴＣＣアンテナは、グリーン（未焼成／焼結）セラミックにパターンをエッチングし、次いでそのパターンを耐火金属で充填することによってプロトタイプされた。アンテナのキャビティはセラミック材料からなっていた。グリーンＬＴＣＣの個々の層を次いでまるでトランプのように手で組み立て、次いで焼結／焼成してスロット付きアンテナを形成した。グリーンセラミックは、焼成／焼結されると、セラミックの平面方向に約８．５％収縮する。この収縮により、スロット付きアンテナの個々の要素の応力及びミスアライメントが引き起こされる。このＬＴＣＣスロット付きアンテナは妥当な性能を有したが、費用効果が低いと判断された。ＬＴＣＣについてのＲＦ特性は、０．００１２の損失正接及び７．１＋／−０．２の誘電率を含む。デバイスのいくつかはプロトタイプ及びテストされた。損失正接及び誘電率についてのこれらの値は、小型のスロット付きアンテナを作製する他の取り組みと比較して良好であるが、誘電媒体として空気を有する大型のスロット付きアンテナと比較すると、不十分なカテゴリに分類される。空気は０．００の損失正接及び１．０００５９の誘電率を有する。残念ながら、セラミックの歩留まり及び性能により、ＬＴＣＣスロット付きアンテナ技術は実行可能になることが妨げられた。古典的なＭＥＭＳベースの処理では、付加又は除去される材料における厚い堆積からの固有の応力のため、実行可能な技術的アプローチを生み出すことができない。薄膜は、より厚いデバイス構造において層間剥離を引き起こすのに十分な堆積プロセスから蓄積される応力を有する。本発明は、感光性ガラス及び低応力電気めっきメタライゼーション技術における半導体／プリント回路基板（ＰＣＢ）処理を用いて、その誘電媒体として空気を用いる感光性ガラスベースのスロット付きアンテナである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、本発明は、整合グランドプレーン（matched ground plane）を備えたスロット付き導波路アンテナ構造（slotted waveguide antenna structure）を作製する方法であって、スロット付きアンテナのための放射キャビティ領域及び１又は２以上のビアに接続されている電力分配器に接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ，coaxial-to-coplanar waveguide）セクションを感光性ガラス基板に形成するステップと、感光性ガラス基板の第１の表面に金属グランドプレーン（metal ground plane）を堆積させるステップと、放射キャビティの上方にスロットアンテナを形成するスロットのパターンで感光性ガラス基板上に銅層を堆積させるステップと、スロットアンテナの下で放射キャビティに１又は２以上の銅ピラーを形成するステップと、１又は２以上の銅ピラーを保持しながら、放射キャビティにおける感光性ガラスをエッチング除去するステップと、同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクション、及びグランドプレーンに接続するビアの１又は２以上のはんだバンプにマイクロ同軸コネクタを接続して、スロット付きアンテナを形成するステップと、を含む、方法を含む。一態様において、感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ、Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の上記非露出部分に対する異方性エッチング比は、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである。他の一態様において、感光性ガラス基板は、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である。他の一態様において、この方法は、スロット付きアンテナの１又は２以上を、感光性ガラス基板から個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む。他の一態様において、スロット付きアンテナは、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、アンテナのスロット付き部分は、キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている。
【０００７】
他の一実施形態において、本発明は、スロット付きアンテナを作製する２ウエハ方法であって、キャビティにおける１又は２以上の銅支持ピラー、キャビティの１又は２以上の外壁、及びマイクロアキシャルコネクタ（micro axial connector）を接続するための銅ビアを、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成し、かつ１又は２以上のアンテナスロットを含む銅層を第１の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面上に形成するステップと、マイクロアキシャルコネクタ及び電力分配器セクション、共振器キャビティ、側壁、及び共振器キャビティにおける１又は２以上の支持構造を、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成するステップと、放射キャビティスロット付きアンテナセクションの金属表面、キャビティにおける支持構造、電力分配器セクション、及び第１又は第２の感光性ガラス基板ウエハの少なくとも１つの同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）に沿ってはんだボールを配置するステップと、スロット付きアンテナの第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを位置合わせするステップと、はんだボールを流してキャビティにおける支持構造、電力分配器セクション、及び第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの同軸−共平面導波路を接続するのに十分な温度で、第１又は第２の感光性ガラス基板ウエハを圧縮するステップと、第１の感光性ガラス基板ウエハにおけるキャビティの反対側の第２の感光性ガラス基板ウエハの表面上にスロット付きアンテナを形成するステップと、を含む、前記方法を含む。一態様において、感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせを６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の上記非露出部分に対する異方性エッチング比は、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである。他の一態様において、感光性ガラス基板は、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である。他の一態様において、この方法は、スロット付きアンテナの１又は２以上を、感光性ガラス基板から個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む。他の一態様において、スロット付きアンテナは、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、アンテナのスロット付き部分は、キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている。
【０００８】
さらに他の一実施形態において、本発明は、整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製する方法であって、（１）１又は２以上の構造を含む設計レイアウトをマスキングして感光性ガラス基板上に１又は２以上の導電経路を形成するステップと、（２）感光性ガラス基板の少なくとも一部を活性化エネルギー源に曝露してアンテナ構造の１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持要素を露光するステップと、（３）感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超える加熱相へ処理して、活性化エネルギー源に曝露された感光性ガラス基板の一部をセラミックに変換するステップであって、セラミックに形成された感光性ガラスの部分が、アンテナ構造の外壁、内壁、及び少なくとも１つのビアを含む、ステップと、（４）感光性ガラス基板の第１の側にタンタルの層及び銅の層を堆積させるステップと、（５）感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングして、スロット付きアンテナのための放射キャビティに接続されている電力分配器に接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）の内部を形成するステップと、（６）基板における１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持ビアをエッチングするステップと、（７）同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）及び電力分配器を保護するフォトレジストを堆積させるステップと、（８）感光性ガラス基板を活性化エネルギー源に曝露して、ウエハを横切ることなくキャビティを形成するのに十分な時間、放射キャビティを露光するステップと、（９）フォトレジストを除去し、感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超える加熱相へ処理して、活性化エネルギー源に曝露された感光性ガラス基板をセラミックに変換するステップと、（１０）スロットアンテナを形成するスロットのパターンで感光性ガラス基板の第２の側でフォトレジストをコーティング及び露光するステップと、（１１）感光性ガラス基板の第２の側にタンタルの層及び銅の層を堆積させるステップと、（１２）フォトレジストを除去し、感光性ガラス基板を銅で電気めっきするステップと、（１３）放射キャビティの一部を除いて感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングし、電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションを露光するステップと、（１４）感光性ガラス基板を横断することなく、放射キャビティを形成するのに十分な時間、セラミックに形成された感光性ガラス基板の一部をエッチングするステップと、（１５）水又は溶媒でウエハをリンスするステップと、（１６）投影アライナーを用いて放射キャビティに１又は２以上のガラスピラー又はガラスピラー領域を形成するパターンで領域を露光するステップと、（１７）感光性ガラス基板に硝酸銀をコーティングし、電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクション上の赤外線源で感光性ガラス基板上の硝酸銀を金属銀に還元するステップと、（１８）金属銀上に銅を無電解めっきするステップと、（１９）感光性ガラス基板をアルゴン中で少なくとも２５０℃に加熱して銅を銀に接着させるステップと、（２０）スピンオンガラスのＳｉＯ２でプラズマエッチングプロセスでエッチングして電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションの周囲で銅の側壁を露出するステップと、（２１）１又は２以上の銅の側壁までプラズマエッチングするステップと、（２２）感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングし、電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションのための接触タブ上のスピンオンガラス上の領域を開いて銅タブまでプラズマエッチングするステップと、（２３）標準的なストリッパを用いてフォトレジストを除去して水でリンスするステップと、（２４）感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングして電力分配器上のパターンを取り除くステップと、（２５）感光性ガラス基板をタンタル及び次いで銅でスパッタリングコーティングするステップと、（２６）スパッタ銅上に銅を無電解めっきするステップと、（２７）フォトレジストを除去し、感光性ガラス基板を水でリンスするステップと、（２８）インクジェットプリンタではんだバンプを堆積させて、同軸−ＣＰＷ要素のマイクロ同軸コネクタの中心電極との電気的接触を形成するステップと、（２９）感光性ガラス基板を加熱してはんだバンプを流し、同軸−ＣＰＷ要素の電気的接触から強固な電気的及び機械的接続を作製するステップと、（３０）１０％のＨＦ中でウエハをリンスし、残っているセラミック材料及びスピンオンガラスのすべてをアンテナキャビティから除去するステップと、（３１）水及びアルコールでウエハをリンスするステップと、（３２）グランドプレーンと接触させ、マイクロ同軸コネクタを感光性ガラス基板に取り付けるために、スロット付きアンテナの周囲で、そして同軸−ＣＰＷ要素へのマイクロ同軸コネクタの中心電極で、インクジェット堆積プロセスではんだバンプボンドを堆積させるステップと、（３３）表面実装マイクロ同軸コネクタをはんだバンプに取り付けて、スロット付きアンテナに同軸コネクタを提供するステップと、を含む、前記方法を含む。一態様において、活性化エネルギー源はＵＶ光である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３、及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、感光性ガラス基板は、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物の１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の上記非露出部分に対する異方性エッチング比は、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである。他の一態様において、感光性ガラス基板ウエハは、シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板である。他の一態様において、この方法は、スロット付きアンテナの１又は２以上を、第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハから個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む。他の一態様において、スロット付きアンテナは、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、アンテナのスロット付き部分は、第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハ間に形成されたキャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている。
【０００９】
さらに他の一実施形態において、本発明は、スロット付きアンテナを作製する２ウエハ方法であって、（１）第１の感光性ガラス基板ウエハを、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にフォトレジスト又はワックスを堆積させること、第１の感光性ガラス基板ウエハ上にパターンを露光して、放射キャビティの１又は２以上の側面、１又は２以上のビア、及びアンテナ構造の１又は２以上の支持構造を露光すること、第１の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、露光材料をセラミックに変換すること、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の側でフォトレジストをＲＦ放射用のスロットにコーティング、露光及び現像すること、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にスパッタリングすることによってフォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、第１の感光性ガラス基板ウエハ上に銅を電気めっきすること、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面をワックス、フォトレジスト又は他の保護コーティングでコーティングすること、１又は２以上のビア及び１又は２以上の支持構造をエッチングすること、アンテナの１又は２以上のビア及び１又は２以上の支持構造及び１又は２以上の側壁を電気めっきすること、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面の反対側の第１の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面の化学機械研磨を実行すること、放射キャビティを活性化エネルギーに曝露して放射キャビティ、電力分配器及び同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを露光すること、第１の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、露光材料をセラミック相に変換すること、によって処理するステップと、（２）第２の感光性ガラス基板ウエハを、マイクロ同軸コネクタ及び電力分配器セクションをフォトマスクで第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成すること、放射キャビティの１又は２以上の側壁、及び１又は２以上の支持構造を露光すること、第２の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、露光材料をセラミック相に変換すること、外部銅スロット付きアンテナ用のパターンで第２の感光性ガラス基板ウエハ基板の第２の表面上にフォトレジストをコーティング、露光及び現像すること、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にスパッタリングすることによってフォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、標準的なストリッパを用いてフォトレジストを除去し、第２の感光性ガラス基板ウエハに銅を電気めっきすること、第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面をワックス、フォトレジスト又は他の保護コーティングでコーティングすること、１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持ピラーをエッチングすること、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上の銅から１又は２以上のピラー及び１又は２以上の側壁を電気めっきすること、第２の感光性ガラス基板ウエハを水でリンスし、乾燥させること、第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面を化学機械研磨によって平坦化すること、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にフォトレジストをコーティング、露光及び現像して、マイクロ同軸コネクタ電力分配器セクションを遮蔽すること、第２の感光性ガラス基板ウエハを活性化エネルギーに曝露すること、第２の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、露光材料をセラミック相に変換すること、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にスパッタリングすることによってフォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、標準的なストリッパを用いてフォトレジストを除去し、第２の感光性ガラス基板ウエハ上に銅を電気めっきして開口を露出すること、によって処理するステップと、（３）第１の感光性ガラス基板ウエハの前面の銅要素上にはんだボールを配置すること、アライメントフィデューシャル及びエッチングされたキー構造を用いて第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをアライメントすること、第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを圧縮してアライメントを維持すること、アライメントされた第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを加熱してはんだを流し、同軸−ＣＰＷ要素で強固に電気的及び機械的に接続させること、接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをフォトレジストでコーティングしてスロットパターンを露光すること、第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の側をワックス、フォトレジスト又は他の材料でコーティングして、第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを保護すること、接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをエッチングして、共振器、電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションからセラミック相を除去すること、フォトレジストを除去すること、接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハ上の１又は２以上のスロットパターンを露光すること、及び接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをエッチングして１又は２以上のスロットパターンを開くこと、によって第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを接続するステップと、を含む、方法を含む。一態様において、第１及び第２の感光性ガラスウエハの少なくとも１つは、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３、及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、第１及び第２の感光性ガラスウエハの少なくとも１つが、３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含むガラス基板である。他の一態様において、第１及び第２の感光性ガラスウエハの少なくとも１つは、少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の上記非露出部分に対する異方性エッチング比は、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の特徴及び利点のより完全な理解のため、ここで本発明の詳細な説明を添付の図とともに参照する。
【図１】スロット付きアンテナのための典型的なレイアウトを示す。
【図２】小型エアキャビティスロット付きアンテナを示す。
【図３】断面の小型エアキャビティスロット付きアンテナを示す。
【図４Ａ】中程度のサイズのＣＮＣ機械加工金属エアキャビティスロット付きアンテナを示す。
【図４Ｂ】小さなＣＮＣ機械加工金属エアキャビティスロット付きアンテナを示す。
【図５Ａ−５Ｋ】整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造を備えたシングルウエハスロット付き導波路アンテナ構造を作製するための方法の一例を示す。
【図５Ｌ】最終の整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造の断面図を示す。
【図６Ａ−６Ｉ】整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造を備えた２ウエハスロット付き導波路アンテナ構造を作製するための方法の一例を示す。
【図６Ｊ】最終の２ウエハ整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造の断面図を示す。
【図７】整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造を備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製するための本発明の他の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の様々な実施形態の作製及び使用を以下で詳細に議論するが、本発明は、多種多様な具体的な文脈において具現化することができる多くの適用可能な発明の概念を提供するということが理解されるべきである。本明細書で議論する具体的な実施形態は、本発明を作製及び使用する具体的な方法の単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
本発明の理解を容易にするため、いくつかの用語を以下に定義する。本明細書で定義する用語は、本発明に関連する領域における当業者によって通常理解されるような意味を有する。「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」のような用語は、単数のエンティティのみを指すように意図されたものではなく、具体的な例を例示に用いることができる一般的な部類を含む。本明細書の用語は、本発明の具体的な実施形態を説明するために用いられるが、それらの使用法は、請求項に概説されたときを除いて、本発明を限定するものではない。
【００１３】
本発明は、５０オームのローンチ及びミニ同軸ケーブルコネクタを備えたコンパクトエアキャビティスロット付きアンテナを作成することに関する。コンパクトで低損失のエアキャビティスロット付きアンテナは、高効率ＲＦ通信システムにとって重要な要素である。コンパクトエアキャビティスロット付きアンテナは、ポータブルシステム、基地局、テスト機器及びポイントツーポイント通信用の将来のＲＦシステムのための基本的な技術要件である。
【００１４】
感光性ガラス構造は、他の要素システム又はサブシステムと併せた集積電子要素のようないくつかのマイクロマシニング及び微細加工プロセスのために提案されてきた。半導体、絶縁又は導電性基板上での薄膜付加及び除去プロセスを用いる半導体微細加工は、高価で低収率且つ性能のばらつきが大きい。本発明は、費用効果の高いガラスセラミックエアキャビティスロット付きアンテナデバイスを、又は低損失のＲＦ周波数用のエアキャビティスロット付きアンテナのアレイとして提供する。
【００１５】
図１は、スロット付きアンテナのための典型的なレイアウトを示す。図２は、小型エアキャビティスロット付きアンテナを示す。図３は、断面の小型エアキャビティスロット付きアンテナを示す。図４Ａは、中程度のサイズのＣＮＣ機械加工された金属エアキャビティスロット付きアンテナを示す。図４Ｂは、小さなＣＮＣ機械加工された金属エアキャビティスロット付きアンテナを示す。図４Ａ及び４Ｂは、古典的なＣＮＣ機械加工を用いて作製することができる古典的なエアキャビティスロット付きアンテナを示す。図２は、コンパクトエアキャビティスロット付きアンテナのための理論的構造の上面図を示す。図３は、コンパクトエアキャビティスロット付きアンテナの理論的構造の断面図を示す。コンパクトエアキャビティスロット付きアンテナの外部寸法は、８（ｌ）×５．０（ｗ）×０．４（ｈ）ｍｍ３である。図４Ａ及び４Ｂは、市販のスロット付きエアキャビティスロット付きアンテナのイメージを示す。
【００１６】
従来のスロット付きエアキャビティスロット付きアンテナは、エアキャビティアンテナのスロット間隔が比較的大きいため、従来の機械加工及び仕上げ技術を用いる。従来のスロット付きエアキャビティスロット付きアンテナは、精密機械加工金属を用い、表面仕上げを容易に製造するために電解研磨され、金属構造の厚さのために自立型アンテナである。薄膜又は付加／除去製造技術では、機械的又は寸法的に安定していない共振要素が製造される。この機械的又は寸法的不安定性により、固体誘電体基板／キャビティの使用が余儀なくされ、大きな損失が発生していた。この大量の損失により、商業市場のためのスロット付きエアキャビティアンテナの開発及び製造が妨げられてきた。
【００１７】
幅は、放射周波数の自由空間波長の倍数である。λ／２のスロット間の中心間間隔。
【００１８】
本発明は、コンパクトスロット付きエアキャビティアンテナの感光性ガラスセラミック基板を製造する方法を含む。本発明を製造するため、本発明者らは、半導体、ＲＦエレクトロニクス、マイクロ波エレクトロニクス、及び光学イメージング用の新規なパッケージング及び基板材料としてガラスセラミック（ＡＰＥＸ（登録商標）ガラスセラミック）を開発した。ＡＰＥＸ（登録商標）ガラスセラミックは、第１世代の半導体装置を用いて、簡単な３ステップのプロセスで処理され、最終材料は、ガラス、セラミックのいずれかに形成され、又はガラス及びセラミックの両方の領域を含むことができる。光エッチング可能ガラスには、様々なマイクロシステムコンポーネントの製造のためのいくつかの利点がある。現在の実施形態は、その優れた処理属性のためにＡＰＥＸガラスで実証されているが、他の形態の感光性ガラス上で、又は付加及び除去薄膜プロセスによって実施することもできる。ＡＰＥＸガラスのアプローチは、最低コストで最高性能のスロット付きアンテナを有する。
【００１９】
微細構造は、従来の半導体処理装置を用いてこれらのガラスで比較的安価に製造されてきた。一般に、ガラスは高温安定性、良好な機械的及び電気的特性を有し、プラスチック及び多くの金属より良好な耐化学性を有する。光エッチング可能ガラスは、微量の銀イオンを含むリチウム−アルミニウム−ケイ酸塩ガラスで構成されている。酸化セリウムの吸収帯内のＵＶ光に曝露されると、酸化セリウムは増感剤として作用し、光子を吸収し、隣接する酸化銀を還元して電子を失って銀原子を形成する。例えば、
Ｃｅ３＋＋Ａｇ＋＝Ｃｅ４＋＋Ａｇ０
【００２０】
銀原子は、ベーキングプロセス中に銀ナノクラスタに合体し、周囲のガラスの結晶化のための核形成サイトを誘導する。マスクを通してＵＶ光に曝露されれば、ガラスの曝露された領域のみがその後の熱処理中に結晶化することになる。
【００２１】
この熱処理は、ガラス転移温度に近い温度（例えば、空気中で４６５℃より高い温度）で実行せねばならない。結晶相は、非露出のガラス質のアモルファス領域より、フッ化水素酸（ＨＦ，hydrofluoric acid）のようなエッチャントに溶けやすい。結晶性領域は、１０％のＨＦにおいてアモルファス領域より２０倍より速くエッチングされ、露出領域が除去されたときに壁の傾斜比が約２０：１の微細構造が可能になる。T.R.Dietrichetal、「Fabrication Technologies for Microsystems utilizing Photoetchable Glass」、Microelectronic Engineering 30,497（1996）参照、これを参照により本明細書に組み込む。
【００２２】
一般に、光エッチング可能ガラスは、７５〜８５重量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、７〜１１重量％の酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、３〜６重量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、１〜２重量％の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、０．２〜０．５重量％の三酸化アンチモニウム（Ｓｂ２Ｏ３）又は酸化ヒ素（Ａｓ２Ｏ３）、０．０５〜０．１５重量％の酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、及び０．０１〜０．０４重量％の酸化セリウム（ＣｅＯ２）で構成されている。本明細書で用いられるとき、「ＡＰＥＸ（登録商標）ガラスセラミック」、「ＡＰＥＸガラス」又は単に「ＡＰＥＸ」という用語は、本発明のガラスセラミック組成物の一実施形態を示すために用いられる。
【００２３】
ＡＰＥＸ組成物は、その性能を向上させるための３つの主なメカニズムを提供する。（１）銀の量が多くなると、粒界でより速くエッチングされる小さなセラミック結晶の形成につながる、（２）シリカ含有量（ＨＦ酸によってエッチングされる主成分）が減少すると、非露出材料の望ましくないエッチングが減少する、（３）アルカリ金属及び酸化ホウ素の総重量パーセントが高いほど、製造中にはるかに均質なガラスが生成される。
【００２４】
本発明は、用いられるガラスセラミック材料において機械的安定性及び電気的絶縁性を備えたインターディジテイテッド構造を形成する際に用いるためのＡＰＥＸガラス構造における低損失ＲＦフィルタ構造を製造するための方法を含む。本発明は、ガラスセラミック基板の複数の平面に作成する金属構造を含み、このようなプロセスは、（ａ）励起エネルギーへ曝露して、基板又はエネルギー源のいずれかの向きを変更することによって様々な角度で曝露が起こるようにすること、（ｂ）ベイクステップ及び（ｃ）エッチングステップを使用する。スロット付き構造は、対称又は非対称のいずれかとすることができる。機械的に安定化した構造は、ほとんどのガラス、セラミック、シリコン基板又は他の基板で作成することが不可能ではないにしても、困難である。本発明は、ガラスセラミック基板のための鉛直及び水平の両方の面にこのような構造を作成する能力を生み出した。
【００２５】
ガラスのセラミック化は、ＡＰＥＸガラス基板の領域を３１０ｎｍの光の約２０Ｊ／ｃｍ２に曝露することによって達成される。一実施形態において、本発明は、径が異なる様々な同心円を含む石英／クロムマスクを提供する。
【００２６】
本発明は、感光性ガラスに製造された、又は取り付けられた異なる電子デバイスを接続する機械的に安定化したインターディジテイテッド共振構造を用いてコンパクトで効率的なＲＦフィルタを製造するための方法を含む。感光性ガラス基板は、６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３；及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；を含むがこれらに限定されない多数の組成の種類を有することができる。これ及び他の様々な組成は一般にＡＰＥＸガラスと呼ばれる。
【００２７】
ガラス基板をガラス転移温度に近い温度に加熱することによって露光部分を結晶性材料に変態させることができる。フッ化水素（ＨＦ）酸のようなエッチャントにおいてガラス基板をエッチングするとき、露出部分の非露出部分に対する異方性エッチング比は、ガラスが広いスペクトルの中紫外線（約３０８〜３１２ｎｍ）フラッドランプに曝露されたとき少なくとも３０：１であり、少なくとも３０：１のアスペクト比を有する成形ガラス構造を提供し、レンズ成形ガラス構造を提供する。露出されたガラスを次いで通常、２ステッププロセスでベークする。銀イオンを銀ナノ粒子に合体させるため、４２０℃〜５２０℃の間で１０分〜２時間の間加熱された温度範囲、及び５２０℃〜６２０℃の間で１０分〜２時間の間加熱された温度範囲により、酸化リチウムを銀ナノ粒子の周囲に形成することが可能になる。ガラス板を次いでエッチングする。ガラス基板は、典型的には５体積％〜１０体積％のＨＦ溶液のエッチャントにおいてエッチングされ、露出部分の非露出部分に対するエッチング比は少なくとも３０：１である。薄膜付加及び除去プロセスを通して機械的及び熱的に安定化したスロットアンテナ共振構造を作成するには、一般的な処理アプローチが必要である。
【００２８】
感光性ガラスにおいてスロット付きアンテナを達成するために発明者によって検討された複数の方法がある。このような一実施形態は、シングルウエハを用いてスロット付きアンテナを作成するものである。本発明者らによって検討された第２の実施形態は、デュアルウエハ構造を用いてスロット付きアンテナを作成するものである。
【００２９】
本発明者らは、半導体、ＲＦエレクトロニクス、マイクロ波エレクトロニクス、電子部品及び／又は光学素子のための新規な基板材料として、感光性ガラスセラミック（ＡＰＥＸ（登録商標））ガラスセラミック又は他の感光性ガラスを用いた。一般に、感光性ガラスは、第１世代の半導体装置を用いて簡単な３ステッププロセスで処理され、最終材料は、ガラス、セラミックのいずれかに形成され、又はガラス及びセラミックの両方の領域を含んで、整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作成することができ、統合グランドプレーンに接続するビアで１又は２以上のはんだバンプを保持しながら電力分配器、放射キャビティに接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを感光性ガラス基板に形成することを含む。
【００３０】
シングルウエハ
【００３１】
コンパクトスロット付きエアキャビティアンテナ（ＣＳＡＣＡ，compact slotted air cavity antenna）のスロット付きアンテナセクションを作製するシングルウエハ方法は、ラップ及び研磨された感光性ガラス基板で始まり、図５Ａ〜５Ｌに示されている。基板は１５０と３００μｍとの間の厚さで表面粗さが５０ｎｍ以下及び表面間平行が１０％以下でＲＭＳ粗さが＜１００Åである。
【００３２】
ラップ及び研磨された感光性ガラスウエハの裏側で、フォトマスクを用いて少なくとも２Ｊ／ｃｍ２の強度で３１０ｎｍの光でイメージングし、スロット付きアンテナの側壁及びスロットアンテナの放射セクションの支持要素を露光する。
【００３３】
基板の底はＴａ及び銅でコーティングされている。Ｔａは、５０Åと７５０Åとの間、好ましくは２５０Åの厚さでのスパッタ堆積によって堆積させる。銅は、１μｍと１００μｍとの間、好ましくは３０μｍの厚さでの電気めっき堆積によって堆積させる。単一の６インチウエハ上には多くのＲＦのＣＳＡＣＡダイがある。ウエハあたりのダイの具体的な数は、ウエハの径及びＣＳＡＣＡデバイス設計の関数である。
【００３４】
ウエハを次いでフォトレジストでコーティングし、ＣＳＡＣＡのためのビア及びグランドプレーン側壁パターンを露光及び現像する。基板は直径が６インチで、放射セクションＣＳＡＣＡデバイスのスルーホールビア及びグランドプレーン側壁のパターンを有するフォトマスクで３１０ｎｍの光の約２０Ｊ／ｃｍ２で露光される。スルーホールビアは、直径が３０μｍと１２０μとの間、好ましくは８０μｍ、中心間間隔は２，０００μｍと１００μｍとの間、好ましくは５００μｍの中心間間隔である。グランドプレーン側壁は５００μｍと５μｍとの間、好ましくは５０μｍの厚さである。次いで標準的なフォトレジストストリッパを用いてフォトレジストを除去する。
【００３５】
次いで銀イオンを銀ナノ粒子に合体させるため、４２０℃〜５２０℃の間の温度範囲で１０分〜２時間の間加熱、及び５２０℃〜６２０℃の間の温度範囲で１０分と２時間との間加熱してウエハをアニールすることにより、銀ナノ粒子の周囲に酸化リチウムを形成することが可能になる。次いでウエハを冷却してＨＦ浴に入れ、ウエハのセラミック部分をエッチングする。
【００３６】
次いで銅電気めっきプロセスを用いてビア及びグランドプレーン側壁を充填する。銅電気めっきプロセスは、裏側の銅の粗い基板からビア及びグランドプレーン側壁を成長させるものである。
【００３７】
ビアと底部グランドプレーンとの間の接触面積は、最終金属ＣＳＡＣＡ構造に対する表面積接触の約５％である。安定化構造の数が多いほど、ＲＦ損失が大きくなる。このため、安定化構造をＣＳＡＣＡ構造の接触面積の５０％より大きくしない、好ましくは５％未満にすることを選択する。次いでＣＭＰプロセスを用いてウエハの前面を平坦化してあらゆる余分な銅を除去する。
【００３８】
頂部は３１０ｎｍの光の約２０Ｊ／ｃｍ２でフラッド露光する。次いで銀イオンを銀ナノ粒子に合体させるため、アルゴン中で４２０℃〜５２０℃の間の温度範囲で１０分〜２時間の間加熱、及びアルゴン中で５２０℃〜６２０℃の間の温度範囲で１０分と２時間との間加熱してウエハをアニールすることにより、銀ナノ粒子の周囲に酸化リチウムを形成することが可能になる。これにより、感光性ガラスのセラミック相の形成が可能になる。
【００３９】
次いでウエハを冷却してフォトレジストで覆い、標準のフォトレジストプロセスを用いてＣＳＡＣＡのための所望されるスロットパターンで露光する。これにより、スロットがＣＳＡＣＡにあるフォトレジストパターンが残る。５０Åと７５０Åとの間、好ましくは２５０ÅのＴａの薄層、及び０．５μｍと５μｍとの間、好ましくは２μｍの銅の銅のシード層のスパッタリングチャンバにウエハを配置する。基板をフォトレジストストリッパに入れて、銅の薄膜によって囲まれて輪郭が描かれたスロットのパターンを残す。ウエハを銅電気めっき／無電解めっき浴に入れ、１５μｍから５０μｍ、好ましくは２５μｍの追加を銅薄膜上に堆積させる。次いでウエハを１０％のＨＦ溶液に入れ、セラミック部分を放射セクションキャビティから除去する。次いでウエハをＤＩ水リンスに入れてＨＦ流体を中和／希釈する。次いでウエハを、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ，Isopropyl Alcohol）リンスに入れてあらゆる水との流体交換をする。次いでウエハを真空ベークオーブンに入れてあらゆる残留ＩＰＡを除去する。ベークオーブンは４０℃〜７０℃、好ましくは５０℃であり、圧力は、１ｍｔｏｒｒと７５０ｍｔｏｒｒとの間の範囲、好ましくは４００ｍｔｏｒｒである。
【００４０】
マイクロ同軸ケーブルを共平面導波路及び電力分配器セクションへ処理することは、スロット付きアンテナの放射セクションと同様の方法で達成される。第１の処理ステップは、スルーホールビア及びグランドプレーン側壁ＣＳＡＣＡデバイスのパターンを有するフォトマスクでＣＳＡＣＡのマイクロ同軸ケーブル及び電力分配器セクションの内部を露光することである。
【００４１】
ウエハを次いで銅電気めっき浴に入れ、銅を０．５μｍと１０μｍとの間の厚さで堆積させる。
【００４２】
露光／変換されたガラスのセラミック部分を次いで１０％のＨＦ溶液を用いてエッチング除去し、インターディジテイテッドグランドプレーン及び入力及び出力構造を残す。ウエハを次いでリンスし、ＤＩ水及びＩＰＡを用いて乾燥させる。
【００４３】
次いで銀イオンを銀ナノ粒子に合体させるため、４２０℃〜５２０℃の間の温度範囲で１０分〜２時間の間加熱、及び５２０℃〜６２０℃の間の温度範囲で１０分と２時間との間加熱してウエハをアニールすることにより、銀ナノ粒子の周囲に酸化リチウムを形成することが可能になる。ウエハを次いで冷却し、１０％のＨＦ浴に入れて、ウエハのセラミック部分をエッチングする。ウエハを次いで２００Åと１０，０００Åとの間の厚さのチタンを堆積させるためＣＶＤ堆積システムに入れる。ウエハを次いでフォトレジストでコーティングし、ビアパターンを露光及び現像する。ウエハを次いで銅電気めっき浴に入れ、２５μｍと３５μｍとの間の銅を堆積させる。フォトレジストを次いで除去し、銅の大部分を持ち上げて銅充填ビアを残す。ウエハを次いでラップ及び研磨してあらゆる余分な銅を除去し、ガラス及び銅充填ビアの表面を平坦化する。
【００４４】
ウエハを次いで３１０ｎｍの光の約２０Ｊ／ｃｍ２で、約５．３ｍｍ掛ける約２．２ｍｍの長方形パターンからなるフォトマスクに露光する。次いで銀イオンを銀ナノ粒子に合体させるため、アルゴン中で４２０℃〜５２０℃の間の温度範囲で１０分〜２時間の間加熱、及び５２０℃〜６２０℃の間の温度範囲で１０分と２時間との間加熱して、ウエハをアニールすることにより、銀ナノ粒子の周囲に酸化リチウムを形成することが可能になる。ウエハを次いで冷却する。フォトレジストを次いでウエハの前面にコーティングし、リッドパターンを露光及び現像する。残りのフォトレジストは、露光及び変換されたセラミックを覆う。ウエハの両側は、ＣＶＤプロセスを用いて２００Å及び１０，０００Åの厚さのチタンでコーティングする。ウエハを次いで銅電気めっき浴に入れ、銅を０．５μｍと２０μｍとの間の厚さで堆積させる。フォトレジストを次いで除去し、銅の大部分を持ち上げて変換された露光されたセラミックを残し、任意の数のよく確立された技術を用いてあらゆる不要な残りのシード層を除去する。露光／変換されたガラスのセラミック部分を次いで１０％のＨＦ溶液を用いてエッチング除去し、グランドプレーン構造を残す。ウエハを次いでＤＩ水及びＩＰＡを用いてリンスし、乾燥させる。表１は、シングルウエハを用いてスロット付きアンテナを製造するためのプロトコルの詳細なステップバイステップの一例である。
【００４５】
表１。整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造を備えたシングルウエハスロット付き導波路アンテナ構造を作成する。
【００４６】
【表１】
2021528027.tif 000003
2021528027.tif 000004
2021528027.tif 000005
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【００４７】
２ウエハ方法。
【００４８】
コンパクトスロット付きエアキャビティアンテナ（ＣＳＡＣＡ）のスロット付きアンテナセクションを作製する２ウエハ方法は、ラップ及び研磨された感光性ガラス基板で始まり、図６Ａ〜６Ｊに示されている。基板は１５０と３００μｍとの間の厚さで表面粗さが５０ｎｍ以下及び表面間平行が１０％以下でＲＭＳ粗さが＜１００Åである。表２は、整合グランドプレーン及び／又はＲＦ絶縁構造を備えた２ウエハ伝送構造の一例である。
【００４９】
表２。本発明のスロット付きアンテナを作製するステップバイステップ方法の一例において。
【００５０】
【表２】
2021528027.tif 000007
2021528027.tif 000008
2021528027.tif 000009
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【００５１】
図７は、本発明の方法のフローチャート１００を示し、ステップ１０２は、キャビティセクションに外側及び内側ビアのためのセラミックを作製することを含む。次に、ステップ１０４において、ビアをベークする。ステップ１０６において、ビアをエッチングする。ステップ１０８において、１００％の強度でキャビティをパターニングし、５０％でＣＰＷ領域をパターニングし、ベークするが、この時点ではエッチングしない。ステップ１１０において、グランドプレーンのための裏側金属をパターニングする。ステップ１１２において、ガラスを通してめっきし、頂面を研磨して過剰分を除去する。ステップ１１４において、頂面金属をパターニングし、スロットを備えた厚い導電性金属（例えば、銅）をめっきする。そしてステップ１１６において、キャビティをエッチングアウトしてシングルウエハにスロット付きアンテナを形成する。
【００５２】
本明細書において議論した任意の実施形態は、本発明の任意の方法、キット、試薬、又は組成物に関して実施することができ、逆もまた同様であると考えられる。さらに、本発明の組成物を用いて本発明の方法を達成することができる。
【００５３】
本明細書に記載の特定の実施形態は、本発明の限定としてではなく例示として示されているということが理解されよう。本発明の主な特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく様々な実施形態において使用することができる。当業者は、ただの日常的な実験を用いて、本明細書に記載の具体的な手順に対する多数の同等物を認識する、又は確認することができるであろう。このような同等物は、本発明の範囲内にあると見なされ、請求項によってカバーされる。
【００５４】
本明細書に記載のすべての刊行物及び特許出願は、本発明が関係する当業者の技能のレベルを示している。すべての刊行物及び特許出願が、各個々の刊行物又は特許出願が参照により組み込まれると具体的且つ個々に示された場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５５】
請求項及び／又は明細書において「含む（comprising）」という用語と併せて用いられるときの「ａ」又は「ａｎ」という単語の使用は、「１」を意味することができるが、これは「１又は２以上」、「少なくとも１つ」、及び「１又は１より多い」の意味とも一致する。請求項における「又は」という用語の使用は、本開示は代替物及び「及び／又は」のみに言及する定義を支持しているが、代替物のみを指すように明示的に示され、又はこれらの代替物が相互に排他的でない限り、「及び／又は」を意味するように用いられる。本願を通して、「約」という用語は、ある値が、この方法がその値を決定するために使用され、デバイスについての固有の誤差の変動又は研究対象間に存在する変動を含むということを示すために用いられる。
【００５６】
本明細書及び請求項において用いられるとき、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」（及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」のような、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇのあらゆる形態）、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」（及び「ｈａｖｅ」及び「ｈａｓ」のような、ｈａｖｉｎｇのあらゆる形態）、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」（及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」及び「ｉｎｃｌｕｄｅ」のような、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇのあらゆる形態）又は「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」（及び「ｃｏｎｔａｉｎｓ」及び「ｃｏｎｔａｉｎ」のような、ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇのあらゆる形態）は、包括的すなわちオープンエンドであり、追加の、記載されていない要素又は方法ステップを除外しない。本明細書に提供される構成物及び方法のいずれかの実施形態において、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」は、「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ（本質的に〜からなる）」又は「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ（〜からなる）」に置き換えることができる。本明細書で用いられるとき、「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ（本質的に〜からなる）」という句には、指定された完全体（integer）又はステップ、並びに特許請求された発明の特徴又は機能に実質的に影響を及ぼさないものが要求される。本明細書で用いられるとき、「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ（構成する）」という用語は、記載された完全体（integer）（例えば、特徴、要素、特色、特性、方法／プロセスステップ又は限定）又は完全体（integer）（例えば、特徴、要素、特色、特性、方法／プロセスステップ、又は限定）の群のみの存在を示すために用いられる。
【００５７】
本明細書で用いられるような「又はこれらの組み合わせ」という用語は、その用語に先行する列挙された項目のすべての順列及び組み合わせを指す。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ、又はこれらの組み合わせ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ、又はＡＢＣの少なくとも１つを、そして特定の文脈において順序が重要であれば、ＢＡ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＢＡ、ＢＣＡ、ＡＣＢ、ＢＡＣ、又はＣＡＢも含むように意図されている。この例で続けると、ＢＢ、ＡＡＡ、ＡＢ、ＢＢＣ、ＡＡＡＢＣＣＣＣ、ＣＢＢＡＡＡ、ＣＡＢＡＢＢ、などのような、１又は２以上の項目又は用語の繰り返しを含む組み合わせが明示的に含まれる。当業者は、他が文脈から明らかでない限り、通常、任意の組み合わせにおける項目又は用語の数に制限がないということを理解するであろう。
【００５８】
本明細書で用いられるとき、限定はしないが、「約」、「実質的な」又は「実質的に」のような近似の言葉は、そのように修正されたとき、必ずしも絶対的又は完全ではないと理解される状態であるが、その状態を存在するものとして指定することを保証するのに十分に近いと当業者に見なされるであろう状態を指す。説明が変動し得る程度は、どれくらい大きく変化が起こり、それでも当業者に、修正された特徴を、修正されていない特徴の要求される特色及び能力を依然として有するものとして認識させることができるかに依存することになる。一般に、しかし先行する議論を条件として、「約」のような近似の語によって修正される本明細書の数値は、記載された値から少なくとも±１、２、３、４、５、６、７、１０、１２又は１５％だけ変動し得る。
【００５９】
本明細書に開示及び特許請求された構成物及び／又は方法のすべては、本開示に照らして過度の実験なしに作製及び実行することができる。本発明の構成物及び方法を好ましい実施形態の観点において説明してきたが、本発明の概念、精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の構成物及び／又は方法に、そして方法のステップ又はステップのシーケンスにおいて変形を適用することができるということは当業者には明らかであろう。当業者に明らかなすべてのこのような同様の代替例及び修正例は、添付の請求項によって定義されたような本発明の精神、範囲及び概念の範囲内であると見なされる。
【００６０】
特許庁、及び本願に関して発行されるいかなる特許のいかなる読者も本明細書に添付の請求項を解釈するのを支援するため、出願人は、添付された請求項のいずれも、米国特許法第１１２条（ｆ）項の段落６、又は均等物が本願の出願の日に存在しているため、「のための手段」又は「のためのステップ」という言葉が特定の請求項において明示的に用いられていない限り、これを適用することを意図していないということを特記したい。
【００６１】
請求項のそれぞれについて、各従属請求項は、前の請求項が請求項の用語又は要素のための適切な先行詞を提供する限り、独立請求項及びそれぞれすべての請求項のための前の従属請求項のそれぞれの両方から従属することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年5月20日(2021.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製する方法であって、
前記スロット付きアンテナのための放射キャビティ領域及び１又は２以上のビアに接続されている電力分配器に接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを感光性ガラス基板に形成するステップと、
前記感光性ガラス基板の第１の表面に金属グランドプレーンを堆積させるステップと、
前記放射キャビティの上方にスロットアンテナを形成するスロットのパターンで前記感光性ガラス基板上に銅層を堆積させるステップと、
前記スロットアンテナの下で前記放射キャビティに１又は２以上の銅ピラーを形成するステップと、
前記１又は２以上の銅ピラーを保持しながら、前記放射キャビティにおける前記感光性ガラスをエッチング除去するステップと、
前記同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクション、及び前記グランドプレーンに接続する前記ビアの１又は２以上のはんだバンプにマイクロ同軸コネクタを接続して、スロット付きアンテナを形成するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記感光性ガラス基板が、
６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であってＢ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含む感光性ガラス基板、
３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含む感光性ガラス基板、
少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、並びにＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比は、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである感光性ガラス基板、及び
シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板、
の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スロット付きアンテナの１又は２以上を、前記感光性ガラス基板から個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スロット付きアンテナが、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、前記アンテナのスロット付き部分が、前記キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
スロット付きアンテナを作製する２ウエハ方法であって、
キャビティにおける１又は２以上の銅支持ピラー、前記キャビティの１又は２以上の外壁、及びマイクロアキシャルコネクタを接続するための銅ビアを、第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成し、かつ１又は２以上のアンテナスロットを含む銅層を第１の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面上に形成するステップと、
マイクロアキシャルコネクタ及び電力分配器セクション、共振器キャビティ、側壁、及び前記共振器キャビティにおける１又は２以上の支持構造を、第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成するステップと、
放射キャビティスロット付きアンテナセクションの金属表面、前記キャビティにおける前記支持構造、電力分配器セクション、及び前記第１又は第２の感光性ガラス基板ウエハの少なくとも１つの同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）に沿ってはんだボールを配置するステップと、
前記スロット付きアンテナの前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを位置合わせするステップと、
前記はんだボールを流して前記キャビティにおける前記支持構造、電力分配器セクション、及び前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの同軸−共平面導波路を接続するのに十分な温度で、前記第１又は第２の感光性ガラス基板ウエハを圧縮するステップと、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハにおける前記キャビティの反対側の前記第２の感光性ガラス基板ウエハの表面上にスロット付きアンテナを形成するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項６】
前記感光性ガラス基板が、
６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含む感光性ガラス基板、
３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含む感光性ガラス基板、
少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、並びにＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比が、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである感光性ガラス基板、及び
シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板、
の少なくとも１つである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記スロット付きアンテナの１又は２以上を、前記感光性ガラス基板から個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記スロット付きアンテナが、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、前記アンテナのスロット付き部分は、前記キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
整合グランドプレーンを備えたスロット付き導波路アンテナ構造を作製する方法であって、
（１）１又は２以上の構造を含む設計レイアウトをマスキングして感光性ガラス基板上に１又は２以上の導電経路を形成するステップと、
（２）前記感光性ガラス基板の少なくとも一部を活性化エネルギー源に曝露してアンテナ構造の１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持要素を露光するステップと、
（３）前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超える加熱相へ処理して、前記活性化エネルギー源に曝露された前記感光性ガラス基板の一部をセラミックに変換するステップであって、セラミックに形成された前記感光性ガラスの部分が、前記アンテナ構造の外壁、内壁、及び少なくとも１つのビアを含む、ステップと、
（４）前記感光性ガラス基板の第１の側にタンタルの層及び銅の層を堆積させるステップと、
（５）前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングして、前記スロット付きアンテナのための放射キャビティに接続されている電力分配器に接続された同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）の内部を形成するステップと、
（６）前記基板における１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持ビアをエッチングするステップと、
（７）前記同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）及び前記電力分配器を保護するフォトレジストを堆積させるステップと、
（８）前記感光性ガラス基板を活性化エネルギー源に曝露して、前記ウエハを横切ることなく前記キャビティを形成するのに十分な時間、前記放射キャビティを露光するステップと、
（９）前記フォトレジストを除去し、前記感光性ガラス基板をそのガラス転移温度を超える加熱相へ処理して、前記活性化エネルギー源に曝露された前記感光性ガラス基板をセラミックに変換するステップと、
（１０）スロットアンテナを形成するスロットのパターンで前記感光性ガラス基板の第２の側でフォトレジストをコーティング及び露光するステップと、
（１１）前記感光性ガラス基板の前記第２の側にタンタルの層及び銅の層を堆積させるステップと、
（１２）前記フォトレジストを除去し、前記感光性ガラス基板を銅で電気めっきするステップと、
（１３）前記放射キャビティの一部を除いて前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングし、前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションを露光するステップと、
（１４）前記感光性ガラス基板を横断することなく、前記放射キャビティを形成するのに十分な時間、セラミックに形成された前記感光性ガラス基板の一部をエッチングするステップと、
（１５）水又は溶媒で前記ウエハをリンスするステップと、
（１６）投影アライナーを用いて前記放射キャビティに１又は２以上のガラスピラー又はガラスピラー領域を形成するパターンで領域を露光するステップと、
（１７）前記感光性ガラス基板に硝酸銀をコーティングし、前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクション上の赤外線源で前記感光性ガラス基板上の前記硝酸銀を金属銀に還元するステップと、
（１８）前記金属銀上に銅を無電解めっきするステップと、
（１９）前記感光性ガラス基板をアルゴン中で少なくとも２５０℃に加熱して前記銅を前記銀に接着させるステップと、
（２０）スピンオンガラスのＳｉＯ２でプラズマエッチングプロセスでエッチングして前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションの周囲で前記銅の側壁を露出するステップと、
（２１）１又は２以上の銅の側壁までプラズマエッチングするステップと、
（２２）前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングし、前記電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションのための接触タブ上の前記スピンオンガラス上の領域を開いて銅タブまでプラズマエッチングするステップと、
（２３）標準的なストリッパを用いて前記フォトレジストを除去して水でリンスするステップと、
（２４）前記感光性ガラス基板をフォトレジストでコーティングして前記電力分配器上のパターンを取り除くステップと、
（２５）前記感光性ガラス基板をタンタル及び次いで銅でスパッタリングコーティングするステップと、
（２６）前記スパッタ銅上に銅を無電解めっきするステップと、
（２７）前記フォトレジストを除去し、前記感光性ガラス基板を水でリンスするステップと、
（２８）インクジェットプリンタではんだバンプを堆積させて、前記同軸−ＣＰＷ要素のマイクロ同軸コネクタの中心電極との電気的接触を形成するステップと、
（２９）前記感光性ガラス基板を加熱して前記はんだバンプを流し、前記同軸−ＣＰＷ要素の前記電気的接触から強固な電気的及び機械的接続を作製するステップと、
（３０）１０％のＨＦ中で前記ウエハをリンスし、残っているセラミック材料及びスピンオンガラスのすべてを前記アンテナキャビティから除去するステップと、
（３１）水及びアルコールで前記ウエハをリンスするステップと、
（３２）グランドプレーンと接触させ、前記マイクロ同軸コネクタを前記感光性ガラス基板に取り付けるために、前記スロット付きアンテナの周囲で、そして前記同軸−ＣＰＷ要素への前記マイクロ同軸コネクタの前記中心電極で、インクジェット堆積プロセスではんだバンプボンドを堆積させるステップと、
（３３）表面実装マイクロ同軸コネクタを前記はんだバンプに取り付けて、前記スロット付きアンテナに同軸コネクタを提供するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項１０】
前記活性化エネルギー源がＵＶ光である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記感光性ガラス基板が、
６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３、及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含む感光性ガラス基板、
３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含む感光性ガラス基板、
少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、並びにＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比が、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである感光性ガラス基板、及び
シリカ、酸化リチウム、酸化アルミニウム、又は酸化セリウムの少なくとも１つを含む感光性ガラスセラミック複合基板、
の少なくとも１つである、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記スロット付きアンテナの１又は２以上を、前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハから個々のスロット付きアンテナにダイシングするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記スロット付きアンテナが、キャビティの上方に１又は２以上のスロット開口を含み、前記アンテナの前記スロット付き部分が、前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハ間に形成された前記キャビティにおける１又は２以上のガラス又は銅のピラーで支持されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
スロット付きアンテナを作製する２ウエハ方法であって、
（１）第１の感光性ガラス基板ウエハを、
第１の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上にフォトレジスト又はワックスを堆積させること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハ上にパターンを露光して、放射キャビティの１又は２以上の側面、１又は２以上のビア、及びアンテナ構造の１又は２以上の支持構造を露光すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミックに変換すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の側でフォトレジストをＲＦ放射用のスロットにコーティング、露光及び現像すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にスパッタリングすることによって前記フォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハ上に銅を電気めっきすること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面をワックス、フォトレジスト又は他の保護コーティングでコーティングすること、
前記１又は２以上のビア及び前記１又は２以上の支持構造をエッチングすること、
前記アンテナの前記１又は２以上のビア及び前記１又は２以上の支持構造及び前記１又は２以上の側壁を電気めっきすること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面の反対側の前記第１の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面の化学機械研磨を実行すること、
前記放射キャビティを活性化エネルギーに曝露して前記放射キャビティ、電力分配器及び同軸−共平面導波路（ＣＰＷ）セクションを露光すること、
前記第１の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミック相に変換すること、
によって処理するステップと、
（２）第２の感光性ガラス基板ウエハを、
マイクロ同軸コネクタ及び電力分配器セクションをフォトマスクで前記第２の感光性ガラス基板ウエハの第１の表面上に形成すること、
放射キャビティの１又は２以上の側壁、及び１又は２以上の支持構造を露光すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミック相に変換すること、
外部銅スロット付きアンテナ用のパターンで前記第２の感光性ガラス基板ウエハ基板の第２の表面上にフォトレジストをコーティング、露光及び現像すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にスパッタリングすることによって前記フォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、
標準的なストリッパを用いて前記フォトレジストを除去し、前記第２の感光性ガラス基板ウエハに銅を電気めっきすること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面をワックス、フォトレジスト又は他の保護コーティングでコーティングすること、
前記１又は２以上の側壁及び１又は２以上の支持ピラーをエッチングすること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上の前記銅から前記１又は２以上のピラー及び１又は２以上の側壁を電気めっきすること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを水でリンスし、乾燥させること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の表面を化学機械研磨によって平坦化すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にフォトレジストをコーティング、露光及び現像して、前記マイクロ同軸コネクタ電力分配器セクションを遮蔽すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを活性化エネルギーに曝露すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハを熱循環させて、前記露光材料をセラミック相に変換すること、
前記第２の感光性ガラス基板ウエハの前記第１の表面上にスパッタリングすることによって前記フォトレジスト上にタンタル及び銅を堆積させること、
標準的なストリッパを用いて前記フォトレジストを除去し、前記第２の感光性ガラス基板ウエハ上に銅を電気めっきして前記開口を露出すること、
によって処理するステップと、
（３）前記第１の感光性ガラス基板ウエハの前面の前記銅要素上にはんだボールを配置すること、
アライメントフィデューシャル及びエッチングされたキー構造を用いて前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをアライメントすること、
前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを圧縮して前記アライメントを維持すること、
前記アライメントされた第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを加熱して前記はんだを流し、前記同軸−ＣＰＷ要素で強固に電気的及び機械的に接続させること、
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをフォトレジストでコーティングして前記スロットパターンを露光すること、
前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの第２の側をワックス、フォトレジスト又は他の材料でコーティングして、前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを保護すること、
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをエッチングして、前記共振器、電力分配器及び同軸−ＣＰＷセクションから前記セラミック相を除去すること、
前記フォトレジストを除去すること、
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハ上の前記１又は２以上のスロットパターンを露光すること、及び
前記接合された第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハをエッチングして前記１又は２以上のスロットパターンを開くこと、
によって前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハを接続するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２の感光性ガラス基板ウエハの少なくとも１つが、
６０〜７６重量％のシリカ；Ｋ２ＯとＮａ２Ｏの組み合わせの６重量％〜１６重量％を有する少なくとも３重量％のＫ２Ｏ；０．００３〜１重量％の、Ａｇ２Ｏ及びＡｕ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物；０．００３〜２重量％のＣｕ２Ｏ；０．７５重量％〜７重量％のＢ２Ｏ３、及び６〜７重量％のＡｌ２Ｏ３であって、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせが１３重量％を超えない；８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ；及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２；の組成を含む感光性ガラス基板ウエハ、
３５〜７６重量％のシリカ、３〜１６重量％のＫ２Ｏ、０．００３〜１重量％のＡｇ２Ｏ、８〜１５重量％のＬｉ２Ｏ、及び０．００１〜０．１重量％のＣｅＯ２の組成を含む感光性ガラス基板ウエハ、又は
少なくとも０．１重量％のＳｂ２Ｏ３又はＡｓ２Ｏ３を含む感光性ガラス基板、０．００３〜１重量％のＡｕ２Ｏを含む感光性ガラス基板、並びにＣａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ及びＢａＯからなる群から選択される酸化物を１〜１８重量％を含む感光性ガラス基板、の少なくとも１つであり、任意選択で、露出部分の前記非露出部分に対する異方性エッチング比が、１０〜２０：１、２１〜２９：１、３０〜４５：１、２０〜４０：１、４１〜４５：１、及び３０〜５０：１の少なくとも１つである感光性ガラス基板ウエハ、
である、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2021528027.tif 000039