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本发明公开了一种晶圆减薄分离方法，涉及晶圆加工技术领域，包括：在待处理晶圆正面贴附保护膜，得到贴膜晶圆，待处理晶圆包括正面的线路层和背面的硅衬底；将贴膜晶圆翻转，对硅衬底进行研磨减薄，得到减薄晶圆；利用红外相机从硅衬底对减薄晶圆进行切割道定位，并基于定位结果从硅衬底进行切割，得到硅层切透晶圆；在硅层切透晶圆的背面贴附切割胶纸并固定于铁环框架，得到装裱晶圆；将装裱晶圆翻转并剥离保护膜，得到正面裸露晶圆；对正面裸露晶圆的线路层进行开槽，完成晶圆分离。本发明能够有效提升晶圆切割过程的稳定性和刀片利用率。