ESC静電チャックの吸着力に影響を与えるコア因子は、材料特性、構造パラメータ、操作パラメータ、作業環境の4つに分類できる。これらの要素は相互に関連し、吸着の安定性、均一性、適応性を直接決定し、詳細な分析は以下の通り：
1.材料特性
材料は吸着力の基本的な保証であり、その核心的な影響は電荷伝導と電界形成の影響にある。
誘電体層の材料と性能
誘電体層の誘電率と体積抵抗率は吸着機構と吸着力の大きさを直接決定した。誘電率が高いほど、電界が強くなり、吸着力（特にクーロン力）が大きくなる、窒化アルミニウムセラミックスは、アルミナよりも高い誘電率を有し、より良い吸着性能を有する。体積抵抗率は吸着機構と正確に一致しなければならない：J-R力チャックの場合、それを10に制御すべきである⁹–10¹²Ω·cm。高すぎる抵抗率はチャックを出庫倫力特性（弱吸着力と高電圧要求）を表現する傾向があり、低すぎる抵抗率は過大な漏れ電流とその後の吸着力減衰を招く。また、誘電体層の純度と緻密性は電荷蓄積容量に影響する、不純物や細孔は電界歪みを引き起こし、局所吸着力を低下させる。
ゆうでんたいあつさ
吸着力と誘電体層の厚さは負の相関を示す（クーロン力公式における吸着力≠1/d²）。薄い層はより集中した電界強度とより強い吸着力をもたらすが、薄すぎる層は絶縁性能を低下させ、破壊リスクを高める。したがって、従来の工業的厚さ範囲は0.1〜0.5 mmである電圧パラメータを結合して平衡を達成しなければならない。
ワーク材料特性
ワークの導電性及び誘電性は電荷誘導の効率に影響する。導電性/半導体ワークは急速に電荷を誘導し、安定した吸着力を確保することができる、絶縁性ワークは、より遅い電荷誘起速度を有し、吸着を強化するために特定の電極設計（例えば、多極）と整合する必要がある。多孔質または粗面のワークは有効接触面積を減少させ、局所吸着力を弱め、これは表面微細構造最適化によって補償する必要がある。
2.構造設計要素
構造パラメータは電場分布と力伝導効率を決定し、コアは電極と全体の精度に注目している。
でんきょくせっけい
電極タイプ（単極／双極／多極）は電界被覆範囲に影響を与える。単極電極は電場が集中し、吸着力が強い（同じ電圧では双極電極より優れている）が均一性が悪いという特徴がある、双極/多極電極はより均一な電界分布を実現することができるが、吸着力を補償するために電極間隔を小さくする必要がある。電極の数と配列密度（例えば、交差電極間隔）は直接局所吸着力に影響する――間隔が小さいほど、電界重畳効果が顕著になり、吸着力が集中する。また、電極材料（銅、タングステンなど）の導電率は電界応答速度に影響し、間接的に吸着力確立の効率に影響する。
吸着表面精度
吸着面全体の平坦度と平行度のばらつきは、ワークピースの組み立てが不均一で、局所的な接触ギャップが大きすぎて、電界の漏れと吸着力の減衰を引き起こすことがあります。半導体プロセスでは、平面度が1μmを超え、平行度が5μmを超えると、エッジ吸着力の不足やワークの反りが発生する可能性があり、精度を標準範囲内に制御する必要がある。
構造シール性能
真空およびヘリウムガス冷却の動作条件については、チャックのシール構造がガス漏れに影響を与える。高すぎる背面ヘリウム圧力は吸着力の一部を相殺する。したがって、安定した吸着力を確保するためには、シールリング材料や溝構造などのシール設計を最適化することにより、ガス透過を低減する必要がある。
3.操作パラメータ要素
操作パラメータは吸着力の大きさと安定性を直接調節し、コアは電圧、温度制御と静電除去設定に注目している。
印加電圧
吸着力と印加電圧の二乗は正の相関を示している（クーロン力とJ-R力はすべてこの法則に従う）――電圧が高いほど、吸着力は強い。しかし、電圧は絶縁性の誘電体層の能力と一致して破壊を回避しなければならない。クーロン力チャックは3000-4000 Vの高電圧を必要とし、J-R力チャックは500-800 Vの低電圧しか必要としない。過電圧操作は誘電体層の老化を加速させ、かえって吸着力の安定性を低下させる。
電圧印加期間とモード
長期印加電圧は電荷蓄積を招きやすく、残留吸着力の増加を招くが、過剰蓄積は局所電場飽和と吸着力成長の減速を招く。パルス電圧印加モードは電荷蓄積を減少させ、吸着力の制御性を高め、直流電圧より長期動作条件に適合させることができる。
おんどせいぎょ
高すぎるプロセス温度は誘電体層の抵抗率を低下させ、漏れ電流を増加させ、吸着力を弱める;低すぎる温度は電荷移動速度を遅くし、吸着力の確立時間を延長する。同時に、不均一な温度分布は誘電体層の性能差と吸着力分布の不均衡を招く。したがって、温度安定性は、マルチゾーン温度制御及び高伝導熱誘電体層によって維持する必要がある。
4.作業環境要因
外部環境は材料性能と電場安定性に影響することによって間接的に吸着力を変化させる。
しんくうど
超高真空環境（10エルビウムPa以下）は誘電体層表面に吸着したガス分子の濃度を低下させ、電荷損失を減少させ、吸着力が大気環境よりやや高い結果となった。しかし、誘電体層の破壊電圧は真空下で低下し、吸着力の上限に間接的に影響を与えるリスクを回避するために動作電圧を低下させる必要がある。
プラズマ環境
エッチングやイオン注入などの過程でプラズマが誘電体層表面を衝突させ、表面粗さの増加と誘電特性の減衰を招き、長期使用すると吸着力が徐々に低下する。同時に、プラズマは単極チャックのワークの充電を補助し、吸着力を高めることができる。そのため、プラズマ衝撃と補助充電の影響との間でバランスをとる必要がある。
環境不純物と湿度
大気環境において、ほこりと粒子状物質はワークと誘電体層との接触を阻害し、有効吸着面積を減少させた、高湿度は誘電体層の絶縁性を低下させ、リーク電流を増加させ、吸着力を弱める。そのため、チャックは超清浄な環境と低湿度の環境と組み合わせて使用する必要があります。