晶圓接合（Wafer Bonding）是將2片晶圓（或薄化晶粒）高精度對準後接合的技術。它是3D IC、SOI（Silicon on Insulator）基板、MEMS、CMOS 影像感測器（BSI：背照式）等，將多個元件層垂直堆疊之元件製造中不可或缺的步驟。
主要的晶圓接合方式包括：（1）直接接合（Direct Bonding）：不使用黏著劑，直接接合2片晶圓表面的方式。將表面平坦化、潔淨化至原子等級，再以退火處理（200～400℃）形成共價鍵。（2）陽極接合（Anodic Bonding）：以高電壓、高溫（約400℃）將矽與玻璃基板以電化學方式接合的方式，廣泛用於 MEMS 封裝。（3）黏著劑接合（Adhesive Bonding）：以 BCB（苯並環丁烯）、環氧樹脂等黏著劑為媒介進行接合的方式，可低溫處理，對表面粗糙度的容許度較高。
混合鍵合（Hybrid Bonding）是最先進的技術，可同時接合矽氧化膜（介電質）與銅電極（Cu-Cu 直接接合）。接合間距可微縮至<10μm（傳統焊料凸塊的1/10以下），實現超高密度的垂直電氣連接。索尼 CIS 感測器（BSI + CMOS 堆疊）、台積電的 SoIC（System on IC）、3D DRAM 等已逐步實用化。
影響晶圓接合品質的主要因素包括：表面平坦度（Ra<0.5nm）、潔淨度（微粒<0.1個/cm²）、接合強度（Energy Release Rate）、有無孔洞（氣泡、缺陷）、對準精度（<0.5μm 以下）。特別是在混合鍵合中，Cu-Cu 接合的退火條件（150～250℃）與表面 CMP 處理（原子等級平坦化）的精密管理不可或缺。
主要設備廠商中，EV Group（EVG 系列：直接接合、混合鍵合）與 SUSS MicroTec（SUSS SB 系列）是專業領導廠商，東京威力科創（TEL）也推出晶圓接合設備。在混合鍵合機（Die-to-Wafer）方面，ASM Pacific、Besi、東麗工程已投入市場。