一時接合と剥離とは
一時接合と剥離とは、製品になるウェーハを支持基板へ一時的に貼り合わせ、薄化と裏面の加工を通した後で剥がし、洗い落とす一組の工程です。 仮接合、デボンディングとも呼ばれます。
薄くしたウェーハは、自分の形を保つ力を失います。東京工業大学の2015年の発表は、先端2ギガビットDRAMを作り込んだ直径300mmウェーハを、厚さ775µmから約0.3%にあたる2µmまで薄化したと書いています。同発表は、厚さ4µmについて、DRAMのデバイス層より薄く可視光も透過すると述べ、DRAMの限界厚さが4µm前後にあるとも書いています。これは同大学が2015年に公表した、先端2ギガビットDRAMでの結果です。
紙より薄い300mmの円盤を、ロボットが吸いつけて運び、砥石で削り、薬液へ浸すのは無理があります。そこで、工程の間だけ丈夫な板を1枚背負わせます。この板がキャリアウェーハ、または支持基板です。
EVグループは日本語の技術ページで、仮接合がウェーハの薄化を可能にし、薄いウェーハの搬送を支えるために不可欠な工程だと書いています。同社は、2.5Dや3D IC、ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージングのような先端パッケージのほか、パワーデバイスや化合物半導体、MEMSのように壊れやすい基板を運ぶ工程でも鍵になるとしています。
東京エレクトロンは製品ページで、デボンディング装置Synapse Z Plusについて、厚さ50µm以下という薄いウェーハに対しても安定した搬送と加工を実現する特殊機能を載せたと書いています。装置の仕様として、この厚みが現場の相手になります。
現場が回すのは、塗る・貼る・削る・剥がす・洗うの5手です
Section titled “現場が回すのは、塗る・貼る・削る・剥がす・洗うの5手です”東京応化工業は、ウェーハを薄化して積層する三次元実装向けに、独自のウェーハハンドリングシステムZeroNewtonと、その工程向けの仮止め接着剤を提供していると書いています。同社が示す手順は簡潔です。ウェーハまたはサポートガラスへ仮止め接着剤を塗り、ウェーハへサポートガラスを貼り付けます。裏側の薄化とデバイス作成を経てから、サポートガラスを剥がして洗います。
ファンアウトの側では順番が入れ替わります。同社は、リリースレイヤーを塗ったサポートガラスへ仮止め接着剤を塗り、チップを貼り付け、モールド工程と再配線およびバンプ工程を経てからサポートガラス1を剥がして洗う、という流れを示しています。板の上でパッケージを組み上げてから、板だけを抜く順番です。
同社が公表する仮止め接着剤の基本データには、現場が触る数値が載ります。以下は東京応化工業が同社製品について公表している値です。
- 塗布の標準膜厚は、仮接合と剥離（TBDB）向けの3品種が35〜100µm、ファンアウト向けの2品種が5〜10µmです。
- 5%の重量が減る温度は、5品種とも350℃を超えます。工程の熱に耐える側の指標です。
- 専用シンナーによる洗浄は5品種とも可能で、溶解速度は70〜140nm/sです。後で落とす側の指標です。
- ガラス転移温度は90〜140℃、膜ストレスは0.5〜1.2MPaです。
- ウェーハレベルボンディングの条件として、12インチ・膜厚50µm・215℃・120秒が表に添えられ、TBDB向けの3品種が適合します。
耐える側の数値と落とす側の数値が、1枚の表に同居します。一時接合の設計とは、この2列の折り合いをつける作業です。
装置の側では、東京エレクトロンがこの5手を2台へまとめたと書いています。同社の製品ページによると、Synapse Vはウェーハ2枚を仮接合する工程のうち、材料を塗る、乾かす、接合するの3つを1台へ載せ、独自のウェーハアライメント機構と接合モジュールにより、TTV（総厚ばらつき）と接合精度で業界最高水準を実現するとしています。Synapse Z Plusは、剥離と、デバイスウェーハおよびキャリアウェーハの洗浄を1台へ載せ、TSV工程を終えた後の工程を1台で実現するとしています。
剥がし方は3通りあり、支持基板の材質もそこに従います
Section titled “剥がし方は3通りあり、支持基板の材質もそこに従います”EVグループは日本語の技術ページで、剥離の方式を3つ挙げています。
- 熱スライドオフ剥離は、高温で熱可塑性の接着層を軟らかくし、デバイスウェーハを支持基板から離します。同社は、先端パッケージの量産へ最初に入った同社の剥離方式だとしています。
- UVレーザー剥離は、紫外線でUVレーザー剥離層を分解し、デバイスウェーハと、紫外線を透過できる支持基板を離します。同社は、デバイスウェーハの種類や表面状態への依存が小さい点を挙げています。
- IRレーザー剥離（LayerRelease）は、シリコンの支持基板を相手にする方式です。支持基板の側へあらかじめ無機の剥離層を設けておき、剥がした後はその層を無機の溶剤で洗い落とせるとしています。
同社は、UVとIRのレーザー剥離を、広いプロセスウィンドウと低温での剥離により超薄型のチップとパッケージの製造を可能にする方式として挙げ、これらが熱スライドオフ剥離を補うものだとしています。以上はEVグループが自社の技術ページで述べている内容です。
ここで支持基板の材質が絡みます。紫外線で剥がすなら、支持基板には紫外線を通す材料が要り、ガラスが選ばれます。赤外線で剥がすなら、シリコンを透過する波長を使うため、シリコンの支持基板が使えます。熱で剥がすなら透過は要らず、そのかわり工程全体が接着層の軟化温度に付き合います。
取引は、耐熱を上げるほど剥がす手間と持ち込む汚れが増えることです
Section titled “取引は、耐熱を上げるほど剥がす手間と持ち込む汚れが増えることです”接着層には、正反対の要求が同時にかかります。削る間はウェーハを保持し、剥がす時は素直に離れる必要があります。片方を強めると、もう片方が苦しくなります。
温度は、この綱引きが最もはっきり出る軸です。EVグループは、有機接着剤の使用温度が一般に300℃以下へ収まるため、用途が後工程の側へ限られると書いています。同社は、シリコンの支持基板へ無機の剥離層を施すと、この温度の頭打ちとガラス基板との相性の問題を解けるとし、無機の剥離層が1000℃までの高温工程に適合すると述べています。厚みも、有機接着剤の数µmに対して数nmだとしています。以上はEVグループがIR LayerRelease技術のページで述べている内容です。
ディスコは、別の側から代償を挙げています。同社のTAIKOプロセスは、ウェーハ最外周の約3mmの縁を残して内周だけを研削する方法で、ハードサブストレートなどを使わずウェーハだけで強度を保つ一体構造になります。同社の公式技術ページは、この一体構造の利点として、薄化後に高温工程（メタライゼーションなど）が必要な場合でもアウトガスの発生を避けられること、形状が単純なためパーティクルの持ち込みが減ることを挙げています。
裏返せば、支持基板を貼るという選択は、接着層という有機物と、貼り合わせという界面を1つ、工程へ持ち込みます。そのぶんの洗浄と検査を、後ろの工程で払います。剥離の後にデバイスウェーハとキャリアウェーハの両方を洗う装置構成が組まれるのは、この支払いを装置の中へ回収するためです。
よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”一時接合と剥離とは何ですか？
製品になるウェーハを支持基板へ一時的に貼り合わせ、薄化と裏面の加工を通した後で剥がし、洗い落とす一組の工程です。仮接合、仮貼り合わせ、デボンディングとも呼ばれます。
なぜ支持基板へ貼るのですか？
薄いウェーハが単体で工程を通るには薄すぎるためです。EVグループの日本語技術ページは、仮接合がウェーハの薄化を可能にし、薄いウェーハの搬送を支えるために不可欠だと書いています。同社は、2.5Dや3D IC、ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージングのほか、パワーデバイスや化合物半導体、MEMSのような壊れやすい基板の工程でも鍵になるとしています。
どんな順番で進みますか？
東京応化工業の製品ページは、ウェーハまたはサポートガラスへ仮止め接着剤を塗り、ウェーハへサポートガラスを貼り、裏側の薄化とデバイス作成を経てから、サポートガラスを剥がして洗う、という順番を示しています。塗る・貼る・削る・剥がす・洗うの5手で1周します。
どうやって剥がしますか？
EVグループは剥離の方式を3つ挙げています。高温で熱可塑性の接着層を軟らかくして支持基板から離す熱スライドオフ、紫外線で剥離層を分解するUVレーザー剥離、そして無機の剥離層を施したシリコン支持基板へ用いるIRレーザー剥離です。
接着剤の何を測りますか？
東京応化工業は同社の仮止め接着剤の基本データとして、塗布の標準膜厚、100℃や180℃などでの弾性率、5%の重量が減る温度、ガラス転移温度、熱膨張係数、膜ストレス、専用シンナーへの溶解速度を公表しています。工程の温度と時間に耐える側の数値と、後で洗い落とす側の数値が同じ表に載ります。
どんな装置を使いますか？
東京エレクトロンの製品ページによると、Synapse Vが材料塗布・乾燥・接合の機能を1台へ載せた仮接合装置で、Synapse Z Plusが剥離とデバイスウェーハおよびキャリアウェーハの洗浄を1台へ載せた装置です。EVグループは、仮接合装置を2001年に初めてリリースしたとしています。
一時接合の代償は何ですか？
温度の頭打ちと、持ち込む有機物です。EVグループは、有機接着剤の使用温度が一般に300℃以下へ収まるため、用途が後工程の側へ限られると書いています。ディスコは、支持基板を使わずウェーハだけで強度を保つTAIKOプロセスの利点として、薄化後に高温工程が続く場合でもアウトガスの発生を避けられること、形状が単純なためパーティクルの持ち込みが減ることを挙げています。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”- キャリアウェーハとは ── 貼り付ける相手の板そのものの話です
- ウェハ薄化（バックグラインド）とは ── 一時接合が支える当の工程です
- ハイブリッドボンディングとは ── 剥がす前提の接合に対し、そのまま製品へ残る接合です
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- EVグループ「仮接合・剥離」技術ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── 薄化と薄ウェーハ搬送を支える仮接合の位置づけ、熱スライドオフ・UVレーザー・IRレーザーの3方式
- EVグループ「仮接合装置」製品ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── 接着剤などの中間層で支持基板へ仮貼り合わせする工程の位置と、2001年の初リリース
- EVグループ「IR LayerRelease技術」技術ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── 有機接着剤の300℃以下という使用温度、無機剥離層の1000℃までの適合と数nmの厚み
- 東京応化工業「接着剤」製品ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── ZeroNewtonの手順、仮止め接着剤の標準膜厚・重量減少温度・溶解速度などの基本データ
- 東京エレクトロン「3次元実装 Synapse／Ulucusシリーズ」製品ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── Synapse Vの塗布・乾燥・接合の一体化、Synapse Z Plusの剥離とデバイス・キャリアウェーハ洗浄、厚さ50µm以下への対応
- ディスコ「TAIKOプロセス」公式技術ページ（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── 外周約3mmを残す一体構造の利点として挙げるアウトガスの回避とパーティクル低減
- 東京工業大学「三次元積層メモリーの厚さを1/10に極薄化する技術にめど」（2026年9月2日にリンク生存を実測、200）── 300mmウェーハの775µmから2µmへの薄化と、DRAMの限界厚さが4µm前後という結果