做low-k介质晶圆切割的朋友都懂，这活儿简直是“刀尖上走钢丝”！low-k材料本身就脆，内联层和金属层的粘结力还弱，

用传统机械刀片切割，

一不留神就会出现薄膜脱落、剥离的问题，不仅废品率飙升，后续芯片用着还可能失效；换成激光全切吧，

又会产生热影响区，成品率照样上不去。想解决问题要么换昂贵设备

，要么拆分多道工序，成本高还费时间，中小企业真的扛不住！好在郑州轨道交通信息技术研究院的团队带来了破局方案！

他们公开的“一种晶圆划片装置”实用新型专利，

直接把“激光开槽”和“微水刀激光切割”整合到一台设备上，靠双光路开槽+水刀切割的组合拳，

既解决了机械切割的薄膜脱落问题，又避开了激光全切的热影响坑，

加工效率还翻倍，堪称low-k晶圆切割的“救星”～

一、先吐个槽：low-k晶圆切割，2个致命坑逼疯行业人！

在这台一体化划片装置出来之前，行业里加工low-k介质晶圆，几乎都要被两个坑反复折磨，每一个都在啃企业利润：

• 机械切割易掉膜：low-k材料机械强度弱、脆性大，机械刀片切割时产生的应力，很容易让表层的低介质膜脱落剥离，不仅降低划片良率，这些损伤还会在芯片使用中扩散，最终导致集成电路失效，废品损失直接拉满；

• 激光全切有热影响：想避开掉膜问题用激光全切，又会因为激光的热效应产生热影响区，同样会降低芯片成品率，而且单独的激光设备和水刀设备分开用，工序衔接繁琐，加工效率低，设备投入还高。

对很多半导体加工企业来说，要么承受高废品率，要么投入巨资拆分工序，两难之下只能硬扛，

low-k晶圆切割一度成为产能提升的“绊脚石”。

二、专利核心神设计：一台设备搞定“开槽+切割”，双光路+水刀精准配合

其实这个专利的核心思路特别清晰：既然单一工艺有缺陷，那就把“激光开槽”和“微水刀激光切割”整合，

先靠低功率激光开细槽做保护，再用高功率激光开宽槽去金属层，

最后用微水刀激光完成划片，全程一台设备搞定，不用来回切换。整个装置结构虽有多个部件，

但分工明确，新手也能快速看懂，咱们一步步拆解：

核心结构：1台设备=激光器+双开槽光路+微水刀系统，功能拉满

这台划片装置的核心就是“一主两辅”的结构设计，所有部件协同工作，不用拆分设备：

• 核心动力源：355nm激光器，这是整个划片流程的能量核心，波长精准适配low-k晶圆的切割需求，不会对材料造成额外损伤；

• 双开槽光路：专门负责前期开槽，由二向分光镜、第一1/2波片、分光棱镜分支出两条光路，分别对应开细槽和开宽槽，还配有可调节角度的光闸和波片，能精准控制光束的开启闭合和能量分布，比如用第三光闸控制细槽光路，第二光闸控制宽槽光路，互不干扰；

• 微水刀切割系统：负责最终划片，包括第一45°反射镜、第二准直镜、耦合透镜、水刀头和微流泵。关键是水刀头的设计特别贴心，有储水容器、喷水嘴和注水口，上方还有等腰梯形凹槽和透明窗口，能让激光精准穿过窗口和水流耦合，形成极细的水束光纤，切割更精准。

这里有个细节要重点说：所有光闸和1/2波片都连接了可360°旋转的电机（型号DDR25），

能灵活调节角度，不管是切换光路还是调整能量，都能精准控制，适配不同厚度、

规格的low-k晶圆。

4步划片流程：傻瓜式操作，新手也能快速上手

专利给出了可直接落地的4步划片流程，从固定晶圆到最终切割，每一步都清晰明了，不用复杂调试：

1. 第一步：固定晶圆。把晶圆底部贴在覆UV膜的钢环上，正面朝上放在可XY方向移动的平台上，确保切割时不会移位；

2. 第二步：开细槽（保护池）。关闭切割光路和宽槽光路的光闸，打开细槽光路的第三光闸。激光器发出的光束经准直、分光后，通过细槽光路聚焦到晶圆切割道上，低功率激光开出双细槽，形成保护池，为后续切割做准备；

3. 第三步：开宽槽（去金属层）。关闭切割光路和细槽光路的光闸，打开宽槽光路的第二光闸。调整光束能量后，高功率激光沿着切割道开宽槽，精准去掉low-k介质上的金属层，而且开槽深度浅，不会产生大应力，避免薄膜脱落；

4. 第四步：微水刀激光划片。关闭两个开槽光路的光闸，打开切割光路的第一光闸。激光器光束经反射、准直后，通过耦合透镜和水刀头的透明窗口，与微流泵注入的去离子水精准耦合，形成极细水束光纤，对开过槽的晶圆进行最终划片，彻底避开热影响区。

关键优势：双光路+水刀组合，解决行业核心痛点

这台装置能脱颖而出，核心就是靠“激光开槽”和“微水刀切割”的精准配合，还有几个特别贴心的设计：

• 光路切换灵活：双开槽光路+切割光路独立控制，靠光闸和波片就能快速切换，不用调整设备结构，适配不同工艺需求；

• 水刀耦合精准：水刀头的等腰梯形凹槽和透明窗口，能让激光完美聚焦到水流中心，形成稳定的水束光纤，切割精度更高；

• 兼容性强：通过调节波片角度和光束能量，能适配不同规格的low-k晶圆，不用为单一晶圆单独定制设备。

三、核心优势：为啥说它是low-k切割的“刚需神器”？

这台一体化划片装置能解决行业痛点，靠的是4个实打实的优势，每一个都戳中企业需求：

• 良率大幅提升：先开细槽做保护，再开宽槽去金属层，最后水刀划片，既避免了机械切割的薄膜脱落问题，又避开了激光全切的热影响区，low-k晶圆划片良率直接拉满；

• 效率翻倍成本降：把开槽和切割整合到一台设备上，不用来回切换设备、衔接工序，加工效率大幅提升；同时省去了多台设备的采购成本，中小企业也能负担；

• 操作简单易落地：4步傻瓜式流程，光闸和波片靠旋转电机调节，不用复杂调试；设备结构稳定，配套的移动平台、微流泵都是常规部件，后期维护也方便；

• 适配性广：不仅能加工low-k介质晶圆，调整参数后还能适配其他脆性半导体材料晶圆，应用场景丰富，不用重复投入设备。

四、落地价值：半导体加工的“降本提效关键”

现在半导体行业对low-k晶圆的需求越来越大，对加工良率和效率的要求也越来越高，这台划片装置的实用价值直接拉满：

对企业来说，不用投入巨资采购多台设备，一台装置就能搞定开槽+切割全流程，既降低了设备投入，

又减少了废品损失，综合成本大幅降低；而且操作简单，新手也能快速上手，

不用额外培训专业人员。对行业来说，这种“一体化+组合工艺”的设计，解决了low-k晶圆切割的核心瓶颈，

助力半导体加工环节的提质增效，推动相关芯片产品的规模化生产。