半导体的生产对超薄晶片的需求不断增长。但是,在当前的制造工艺过程中,切割工序会造成晶体材料50%的浪费率。为了提高材料利用率并切割出超薄的晶片,探究了利用激光切片工艺来代替机械加工工艺的晶片切片新途径。激光加工比机械加工具有优势,因为它是非接触式工艺,能够减少传统机械加工带来的机器振动和工具磨损,同时,激光加工形成的热影响区非常小,能够满足超薄晶片的加工要求。激光切片方法主要由两步组成,第一步是将激光聚焦在基体的特定深度,定义激光扫描路径,形成扫描标记,进而在该平面中连接单条激光加工线,形成改性层。第二步是从该改性层开始将晶体分为两部分,实现晶片剥离。为了降低实验成本,本文通过激光单点仿真、玻璃改性层形成实验与剥离实验研究了玻璃的纳秒激光分离方法。基于传热学理论和热弹性力学理论,在有限元软件ABAQUS中构建了单脉冲激光热传导模型,利用FORTRAN子程序接口建立体热源模型,完成了单点标记的温度场仿真,对应单点烧蚀实验中的改性层厚度,误差约为7.5%,验证了单点标记的温度场仿真模型是可靠的。单脉冲激光形成的应力场分析显示在聚焦深度处会形成拉应力,相邻的上下范围则形成压应力,最大压应力达到278Mpa,最大拉应力达到49.1Mpa,应力场仿真结果证明了激光产生材料改性层有助于切片材料后续的剥离工艺。在激光功率、点间距、重复打点次数等不同的激光参数下,通过实验研究在玻璃内部加工单条直线路径形成的材料损伤特性,实验结果确定出产生合格改性层的激光加工参数范围。对于不同的激光脉冲能量,需要对应限制点间距和重复次数的值。选择有机玻璃和高硼硅玻璃在万能试验机上进行剥离实验,实验结果显示两种玻璃的分离表面均在改性层内扩展,激光加工出的改性层厚度越小,形成的分离表面粗糙度越小。其中,高硼硅玻璃剥离后,分离表面的粗糙度达到了 3.9μm左右,远远小于普通线锯切割出的材料表面粗糙度,证明了使用激光进行脆性材料的切片加工具有很好的研究前景。