在晶圆传输系统中,齐平螺母的作用至关重要。晶圆传输机械臂需要在洁净室环境下进行高精度的往复运动,任何微小的凸起或间隙都可能导致气流扰动,引发微粒污染。采用氧化锆陶瓷材质的齐平螺母连接机械臂关节与抓取装置,不仅能实现连接面的完全贴合(平面度误差≤0.005mm),其超低摩擦系数(0.15 以下)还能减少机械磨损产生的颗粒,同时陶瓷材质的绝缘性可避免静电对晶圆造成损伤。在 300mm 晶圆传输设备中,每个机械臂关节通常需 4-6 颗 M5 规格的齐平螺母,确保在高速运动(最高速度 2m/s)时仍保持连接稳定性。
真空腔体连接是齐平螺母的另一重要应用场景。半导体刻蚀、薄膜沉积等工艺需在 10⁻⁷Pa 的超高真空环境下进行,传统螺母的螺纹间隙易成为气体泄漏通道,而齐平螺母的紧密贴合结构能有效阻断泄漏路径。此时多选用 316L 不锈钢材质的齐平螺母,经电解抛光处理后表面粗糙度可达 Ra≤0.8μm,配合金属 C 形密封环使用,泄漏率可控制在 1×10⁻¹⁰Pa・m³/s 以下。在 PECVD(等离子体增强化学气相沉积)设备的腔体法兰连接中,一圈均匀分布的 M8 齐平螺母需按对角分步紧固法安装,确保腔体受压均匀,避免因应力变形影响真空度。
在光刻设备的精密部件连接中,齐平螺母的高精度特性得到极致发挥。光刻镜头的支撑结构需要微米级的定位精度,任何连接松动或形变都会导致光路偏移,影响光刻分辨率。采用钛合金材质的齐平螺母(抗拉强度≥900MPa)连接镜头模组与基座,其热膨胀系数
(8.6×10⁻⁶/℃)与陶瓷镜头座接近,可减少温度变化产生的应力。安装时需使用扭矩系数 0.12±0.01 的专用润滑剂,将 M4 规格螺母的紧固扭矩精确控制在 8-8.5N・m,并用激光干涉仪实时监测连接面的平面度变化,确保误差不超过 0.002mm/m。