在刻蚀机中，如果晶圆不能在托盘上平整放置，则会造成刻蚀离子的轰击产生角度，同时，刻蚀时晶圆的散热情况也会严重影响刻蚀速率。为了解决这些问题，工程师们开发了静电卡盘（Electrostatic Chuck），极大地提高了刻蚀质量和稳定性。
常规静电吸盘的实物图可以如图1左所示，区别在于静电吸盘表面的绝缘层材料不同，深色为氮化铝，白色为氧化铝，静电吸盘的结构可以参考图1右，分为以下部分：
- 绝缘层：用于与晶圆的接触，通常为氮化铝或者氧化铝陶瓷，因为其具有良好的机械强度、耐高温性和导热性。
- 顶针及He气孔：顶针用于晶圆的传送，当晶圆进入刻蚀腔中时，顶针升起承接晶圆，然后顶针落下，将晶圆置于静电吸盘表面。并且，顶针通常为中空结构，同时通入He气来使晶圆降温。
- 背He流道：用于增强散热，以及反馈晶圆的吸附情况。
- 静电电极：用于产生静电力的电场，吸附晶圆。电极通常为平面状，嵌入或沉积在绝缘材料中。常用材料包括铝、铜和钨等导电性良好的金属。
- 循环冷却水和加热电极：主要用于静电吸盘整体的温度控制，加热电极和循环冷却水的同时作用，使晶圆可以保持在一个稳定的温度。如果采用单一的冷却循环水，则刻蚀过程中产生的热量无法计算，影响工艺的稳定性。
设计2：利用直流电压产生电场使晶圆电荷极化，吸附晶圆静电卡盘ESC的电极设计可以分为两种，一是单电极，即整个铺满于静电吸盘，二是双电极，正电压和负电压形成的电场来吸附晶圆，想比单电极，双电极具有更高的吸附力，以及更均匀的电场强度，使晶圆紧密且均匀的吸附。那么电极是如何吸附晶圆的，其原理可以参考如下：当直流电源施加电压于静电吸盘的电极时，电极之间形成电场。这个电场在绝缘层和陶瓷吸附表面之间传播，并延伸到晶圆背面。电场会导致晶圆表面的电荷重新分布或极化，如果是掺杂的硅晶圆，自由电荷在电场的作用下移动，正电荷向负极移动，负电荷向正极移动，如果是未掺杂的或者绝缘晶圆，电场引起分子内电荷的微小位移，形成电偶极子。最终，在静电力的作用下，将晶圆牢固的吸附在吸盘上，静电吸附力的大小可以通过库仑定律和电场强度来近似计算。
