ハイブリッドボンディングとは

THEME 06 後工程・パッケージ · 後工程・先進パッケージングHybrid Bonding

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ハイブリッドボンディングとは、2つの面の誘電体どうしと金属パッドどうしを、同時に直接接合する方法です。 はんだのバンプを介さずにつなぐため、端子間隔を大幅に狭められます。

バンプを省くと、端子間隔とチップ間の距離を詰められる

従来、チップどうしははんだのバンプでつないできました。溶かして固めることで、機械的にも電気的にも接合します。ただしはんだは溶けると広がるため、隣のバンプと一定の間隔を保って絶縁する必要があり、バンプの高さのぶんチップ間に距離も生じます。

ハイブリッドボンディングはバンプを省きます。あらかじめ平坦にした面に誘電体と金属パッドを同じ高さで露出させ、相手の面と直接密着させます。誘電体どうしの結合が機械的な接合を、金属パッドどうしの結合が電気的な導通を作ります。異なる材料を同時に接合するので、ハイブリッドと呼ばれます。

誘電体だけを接合する形は、フュージョンボンディングと呼ばれます。フュージョンまたはダイレクトウェーハボンディングは、各ウェーハ表面の誘電体層を介して恒久的に接合し、エンジニアド基板や裏面照射型CMOSイメージセンサのような層転写用途に使われます¹。EV Groupは低温プラズマ活性化システムのEVG 810 LTも製品に並べており、接合前の表面処理も工程の一部です。

構造と工程の関係

絶縁膜の接合とCuの電気接続を合わせます。表面、平坦度とCuの高さを管理します。

面に残った粒子と凹凸が、そのまま空隙になる

バンプを省いた代償として、面の状態が結果を決めます。面と面を原子レベルで密着させるため、わずかな粒子や凹凸が空隙となって接合を妨げます。そのため、接合前のCMPによる平坦化と、洗浄による清浄化が工程の一部になります。表面の粗さと平坦度はAFMなどで測ります。

構造と工程の関係

清浄化と接合までの待ち時間を管理します。密着、ボイド、接続抵抗を合わせて評価します。

端子間隔が狭いほど、位置合わせが厳しくなる

端子間隔が狭いほど、許される位置ずれも小さくなります。BesiはDatacon 8800 CHAMEOについて、優れた光学アライメント技術で高い実装精度を実現し、高密度な接合と3D集積を可能にするとしています²。ASMPTもハイブリッドボンディングの製品群³を出しています。

この用語に対応する装置と製造メーカー

装置カタログDBから、この用語に一致する製品familyを持つメーカー 5社／5family を引いています。各行は各社の公式製品ページを出典とします。 DBからの生成日: 2026-08-22

AMAT
- Kinexハイブリッドボンディング
ASMPT
- LITHOBOLT G2ハイブリッドボンディング
Besi
- Datacon 8800 CHAMEO hybrid bondingハイブリッドボンディング
EVG
- GEMINI / GEMINI FB / BONDSCALEボンディング
SUSS
- XBC300 Gen2 D2W/W2Wハイブリッドボンディング

出典は各社の公式製品ページです。装置カタログDB では、同じ製品familyを工程・メーカー横断で検索できます。

Cuの酸化と清浄化後の待ち時間も接合条件になる

ハイブリッド接合では金属と絶縁膜の表面状態、清浄度、形状を合わせて評価します⁴。Cuの酸化や吸着汚染が残ると、金属同士の接続と界面抵抗へ影響します。清浄化の直後だけでなく、実際の保管と接合までの待ち時間で表面を確認します。

表面修飾で必要な状態を作り、平坦度とCuの高さも合わせます。接触角が適切でも粒子や局所的な酸化が残れば接合不良になります。接合後の断面、ボイド、抵抗と界面剥離を調べ、加熱条件だけに原因を限定しません。

よくある質問（FAQ）

ハイブリッドボンディングとは何ですか？

2つの面の誘電体どうしと金属パッドどうしを、同時に直接接合する方法です。はんだのバンプを介さずにつなぐため、端子間隔を大幅に狭められます。ハイブリッドという名は、誘電体と金属という異なる材料を同時に接合することに由来します。

バンプを使う方法と何が違いますか？

端子間隔と高さが違います。はんだバンプは溶けて広がるため一定の間隔が要り、バンプの高さのぶん距離も生じます。直接接合ならバンプが無く、間隔を狭めて本数を増やし、距離も縮められます。

フュージョンボンディングとの関係は何ですか？

誘電体だけを接合するのがフュージョン（ダイレクト）ボンディングで、各ウェーハ表面の誘電体層を介して恒久的に接合し、エンジニアド基板や裏面照射型CMOSイメージセンサのような層転写用途に使われます。金属パッドも同時につなぐとハイブリッドになります。

何が難しいのですか？

表面の平坦さと清浄さ、そして位置合わせの精度です。バンプが無いぶん、面と面が原子レベルで密着する必要があります。わずかな粒子や凹凸が空隙となって接合を妨げます。

どのくらいの精度が要りますか？

端子間隔が狭いほど、ずれの許容量も小さくなります。Besiは、優れた光学アライメント技術で高い実装精度を実現し、高密度な接合と3D集積を可能にするとしています。

ハイブリッドボンディング装置のメーカーはどこですか？

装置カタログDBでは、ハイブリッドボンディングに一致する製品familyを持つメーカーを公式製品ページ単位で引けます。Applied Materials（Kinex）、ASMPT（LITHOBOLT G2）、Besi（Datacon 8800 CHAMEO）、SUSS（XBC300 Gen2）、EV Group（GEMINI / BONDSCALE）が該当します。

比較・違いを学ぶ

ハイブリッドボンディング── 工程としてのハイブリッドボンディング
ハイブリッドボンディングの位置合わせと検査── 接合面の計測
ハイブリッドボンディングの歩留まりと信頼性── 歩留まりの観点

出典

4件を表示

1
EV Group：Hybrid and Fusion Bonding Systemsevgroup.com ↩
2
Besi：Hybrid Bondingbesi.com ↩
3
ASMPT：Hybrid Bondingsemi.asmpt.com ↩
4
ハイブリッド接合では金属と絶縁膜の表面状態、清浄度、形状を合わせて評価しますnist.gov ↩