影响ESC静电吸盘吸附力的核心因素可分为四类：材料特性、结构参数、操作参数和工作环境。这些因素相互关联，直接决定了吸附的稳定性、均匀性和适应性，详细分析如下：
1.材料特性
材料是吸附力的基本保证，其核心影响在于电荷传导和电场形成的影响。
电介质层材料和性能
介电层的介电常数和体积电阻率直接决定了吸附机理和吸附力的大小。介电常数越高，电场越强，吸附力（尤其是库仑力）越大；氮化铝陶瓷具有比氧化铝更高的介电常数，并具有更好的吸附性能。体积电阻率必须与吸附机制精确匹配：对于J-R力卡盘，应将其控制在10⁹–10¹²Ω·cm。过高的电阻率会使卡盘倾向于表现出库仑力特性（弱吸附力和高电压要求），而过低的电阻率会导致过大的漏电流和随后的吸附力衰减。此外，介电层的纯度和致密性会影响电荷累积容量；杂质或孔隙会导致电场畸变，降低局部吸附力。
介质层厚度
吸附力与介电层的厚度呈负相关（库仑力公式中的吸附力≠1/d²）。较薄的层会导致更集中的电场强度和更强的吸附力，但过薄的层将降低绝缘性能并增加击穿风险。因此，必须结合电压参数来达到平衡，传统的工业厚度范围为0.1至0.5mm。
工件材料特性
工件的电导率和介电性能影响电荷感应的效率。导电/半导体工件可以快速感应电荷，并确保稳定的吸附力；绝缘工件具有较慢的电荷感应速度并且需要与特定的电极设计（例如多极）匹配以增强吸附。多孔或粗糙表面的工件会减少有效接触面积，削弱局部吸附力，这需要通过表面微观结构优化来补偿。
2.结构设计因素
结构参数决定电场分布和力传导效率，核心关注电极和整体精度。
电极设计
电极类型（单极/双极/多极）会影响电场覆盖范围。单极电极具有电场集中、吸附力强（在相同电压下优于双极电极）但均匀性差的特点；双极/多极电极能够实现更均匀的电场分布，但需要减小电极间距以补偿吸附力。电极的数量和排列密度（例如，交叉电极间距）直接影响局部吸附力——间距越小，电场叠加效应越明显，吸附力越集中。此外，电极材料（铜、钨等）的电导率影响电场响应速度，间接影响吸附力建立的效率。
吸附表面精度
吸附表面整体平整度和平行度的偏差会导致工件装配不均匀、局部接触间隙过大、电场泄漏和吸附力衰减。在半导体工艺中，当平面度超过1μm，平行度超过5μm时，可能会出现边缘吸附力不足和工件翘曲，需要将精度控制在标准范围内。
结构密封性能
对于真空和氦气冷却的工作条件，卡盘的密封结构会影响气体泄漏。过高的背面氦气压力会抵消部分吸附力。因此，有必要通过优化密封设计（例如密封环材料和凹槽结构）来减少气体渗透，以确保稳定的吸附力。
3.操作参数因素
操作参数直接调节吸附力的大小和稳定性，核心关注电压、温度控制和静电消除设置。
施加电压
吸附力与施加电压的平方呈正相关（库仑力和J-R力都遵循这一规律）——电压越高，吸附力越强。然而，电压必须与介电层的绝缘能力相匹配，以避免击穿。库仑力卡盘需要3000-4000V的高电压，而J-R力卡盘只需要500-800V的低电压。过电压操作会加速介电层的老化，反而降低吸附力的稳定性。
电压施加持续时间和模式
长期施加电压容易导致电荷积累，导致剩余吸附力增加，但过度积累会导致局部电场饱和和吸附力增长放缓。脉冲电压施加模式可以减少电荷积累，提高吸附力的可控性，使其比直流电压更适合长期工作条件。
温度控制
过高的工艺温度会降低介电层的电阻率，增加漏电流，削弱吸附力；过低的温度会减缓电荷迁移速度，延长吸附力的建立时间。同时，不均匀的温度分布导致介电层性能差异和吸附力分布不平衡。因此，有必要通过多区温度控制和高导热介电层来保持温度稳定性。
4.工作环境因素
外部环境通过影响材料性能和电场稳定性间接改变吸附力。
真空度
超高真空环境（10⁻⁵Pa及以下）降低了吸附在介电层表面的气体分子的浓度，减少了电荷损失，导致吸附力略高于大气环境。然而，介电层的击穿电压在真空下会降低，需要降低工作电压以避免风险，这间接影响了吸附力的上限。
等离子体环境
蚀刻和离子注入等过程中的等离子体轰击介电层表面，导致表面粗糙度增加和介电性能衰减，长期使用会导致吸附力逐渐下降。同时，等离子体可以辅助单极卡盘的工件充电，提高吸附力。因此，必须在等离子体轰击和辅助充电的影响之间取得平衡。
环境杂质和湿度
在大气环境中，灰尘和颗粒物阻碍了工件与介电层之间的接触，减少了有效吸附面积；高湿度会降低介电层的绝缘性，增加漏电流，削弱吸附力。因此，卡盘需要与超清洁和低湿度环境结合使用。