Các phương pháp chính để cắt wafer silicon bao gồm cắt đá mài kim cương và cắt laser. Vẽ nguệch ngoạc bằng laze là quá trình sử dụng chùm tia laze năng lượng cao-để tập trung và tạo ra nhiệt độ cao, làm cho vật liệu silicon trong khu vực được chiếu xạ bốc hơi ngay lập tức và hoàn thành quá trình tách các tấm silicon. Tuy nhiên, nhiệt độ cao có thể gây ra ứng suất nhiệt xung quanh đường cắt, dẫn đến nứt cạnh của tấm bán dẫn silicon và chỉ thích hợp để khắc các tấm bán dẫn mỏng. Cắt đá mài kim cương siêu mỏng hiện là quy trình cắt được sử dụng rộng rãi nhất do lực cắt thấp và chi phí cắt thấp.
Do tính chất giòn và cứng của tấm silicon, quá trình cắt dễ xảy ra các khuyết tật như gãy cạnh, vết nứt nhỏ và bong tróc, ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ học của tấm silicon. Đồng thời, do tấm silicon có độ cứng cao, độ bền thấp và độ dẫn nhiệt thấp nên nhiệt ma sát sinh ra trong quá trình cắt khó thoát ra ngoài nhanh chóng, dễ gây ra hiện tượng cacbon hóa và nứt nhiệt của các hạt kim cương trong lưỡi dao, dẫn đến mài mòn dụng cụ nghiêm trọng và ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cắt.
Các học giả trong và ngoài nước đã tiến hành nghiên cứu sâu rộng về công nghệ cắt tấm wafer silicon. Zhang Hongchun và cộng sự. đã thiết lập phương trình hồi quy giữa độ rung và các tham số quá trình cắt, đồng thời sử dụng thuật toán di truyền để thu được các tham số quá trình tối ưu cho độ rung nhỏ. Họ đã xác minh qua các thí nghiệm rằng sự kết hợp tối ưu của các thông số quy trình có thể giảm rung động trục chính một cách hiệu quả và đạt được kết quả cắt tốt hơn. Li Zhencai và cộng sự. nhận thấy rằng lực cưa được tạo ra bởi quá trình cắt có hỗ trợ rung siêu âm nhỏ hơn lực cưa được tạo ra bởi quá trình cắt silicon đơn tinh thể mà không có hỗ trợ siêu âm. Thông qua các thí nghiệm cắt tấm wafer silicon, người ta đã xác minh rằng việc giảm lực cưa bằng rung siêu âm có thể ngăn chặn tình trạng gãy cạnh của tấm wafer silicon. Tập đoàn Disco ở Nhật Bản đã phát triển quy trình tạo rãnh bằng laser để giải quyết vấn đề khó khăn trong việc cắt các tấm silicon điện môi K thấp bằng cách sử dụng lưỡi kim cương thông thường. Quá trình này trước tiên bao gồm việc cắt hai rãnh nhỏ trên đường cắt, sau đó sử dụng một lưỡi dao để thực hiện cắt hoàn toàn giữa hai rãnh. Quá trình này có thể cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm thiểu các khiếm khuyết về chất lượng do các yếu tố như gãy cạnh và phân tách. Lu Xiong của Đại học Fudan và cộng sự. đã sử dụng phương pháp xẻ rãnh bằng laze, sau đó là công nghệ cắt bằng lưỡi cơ học để cắt các vật liệu bán dẫn silicon điện môi thấp{12}}k. So với cắt lưỡi trực tiếp, cấu trúc chip đã hoàn thiện và không có hiện tượng bong tróc hoặc lật lớp kim loại, nhưng quy trình phức tạp và chi phí cắt cao. Yu Zhang và cộng sự. nhận thấy rằng bằng cách tăng tỷ lệ giảm chấn của quá trình quay lưỡi dao, hiện tượng rung khi quay tốc độ cao của dụng cụ có thể giảm đến một mức nhất định, từ đó cải thiện hiệu suất xẻ rãnh và giảm kích thước của cạnh bị gãy. Tuy nhiên, họ đã không tiến hành{18}nghiên cứu chuyên sâu.
Cắt một lần, nghĩa là cắt hoàn toàn tấm bán dẫn silicon trong một lần, với độ sâu cắt bằng 1/2 độ dày màng UV, như trong Hình 4. Phương pháp này có quy trình sản xuất đơn giản và phù hợp để cắt các vật liệu siêu mỏng. Tuy nhiên, trong quá trình cắt, dụng cụ cắt bị mòn nghiêm trọng, các cạnh của lưỡi cắt dễ bị sứt mẻ và có vết nứt nhỏ, dẫn đến hình thái bề mặt của các cạnh cắt kém.
Quy trình cắt theo lớp, như trong Hình 5. Tùy theo độ dày của vật liệu cắt, phương pháp cấp liệu theo lớp được sử dụng để cắt theo hướng sâu. Đầu tiên, thực hiện xẻ rãnh và cắt, sử dụng độ sâu tiến dao tương đối nhỏ để đảm bảo rằng dụng cụ chịu ít lực hơn, giảm độ mài mòn của dụng cụ và giảm thiểu tình trạng gãy lưỡi cắt. Sau đó, cắt đến vị trí có độ dày màng UV bằng 1/2.
