本公開內容大體涉及基板的化學機械拋光，并且更特定而言涉及供化學機械拋光中使用的保持環。

背景技術：

集成電路通常是通過在硅基板上順序沉積導電層、半導體層或絕緣層而形成于基板上。一個制造步驟涉及在非平面表面之上沉積填料層并將填料層平坦化直到暴露非平面表面。例如，可在圖案化的絕緣層上沉積導電填料層以填充絕緣層中的溝槽或孔。然后拋光填料層，直到暴露絕緣層的凸起圖案。在平坦化之后，絕緣層的凸起圖案之間留下的導電層部分形成過孔(via)、插塞和線路，這些過孔、插塞和線路提供基板上的薄膜電路之間的導電路徑。另外，可需要平坦化來平坦化基板表面處的介電層以便光刻。

化學機械拋光(CMP)是一種公認的平坦化方法。這種平坦化方法通常需要將基板安裝在CMP設備的承載頭或拋光頭上。抵靠旋轉拋光盤墊(rotating polishing disk pad)或帶墊放置基板的暴露表面。拋光墊可以是“標準”墊或者是固定研磨墊。標準墊具有耐用的粗糙表面，而固定研磨墊具有保持在容納介質(containment media)中的磨粒。承載頭在基板上提供可控負載以抵靠拋光墊推動承載頭。將包括至少一種化學反應劑的拋光漿料和磨粒(如果使用標準墊)供應至拋光墊的表面。

通常通過保持環將基板保持在承載頭下方。然而，由于保持環接觸拋光墊，保持環傾向于磨損，并且偶爾進行更換。有些保持環具有由金屬形成的上部和由耐磨塑料形成的下部，而有些其他保持環是單一塑料部件。

技術實現要素：

在一個方面中，保持環包括環形主體，所述環形主體具有：頂表面，所述頂表面經配置以被固定至承載頭；底表面，所述底表面經配置以接觸拋光表面；外表面，所述外表面從外頂部周邊處的頂表面延伸到外底部周邊處的底表面；和內表面，所述內表面從內頂部周邊處的頂表面延伸到內底部周邊處的底表面。內表面包括與底表面鄰近的第一部分和沿邊界鄰接第一部分的第二部分。第一部分包括七個或更多個刻面(facet)。內底部周邊由刻面的底部邊緣限定。第二部分可包括從外部朝內向下傾斜的截頭圓錐形(frustoconical)表面。

實施方式可包括以下特征中的一個或多個。刻面可以是平面。可在筆直側邊緣處連接鄰近的刻面。內底部周邊可由平面刻面的筆直底部邊緣限定。邊界可包括對應于多個刻面的多個彎曲邊緣，并且刻面的每一彎曲邊緣在刻面的水平中心處可具有最低點。環形主體可包括上部和與上部材料不同的下部。可將每一彎曲邊緣上的最低點對準到上部與下部之間的邊界。底表面可包括從外表面延伸到內表面的溝道。每一溝道可具有在筆直側邊緣處對主體的內表面開放的端部。內表面可包括第一數量的刻面且底表面可具有第二數量的溝道，并且第一數量可以是第二數量的整數倍。所述整數可以是三、四或五。內表面可具有總共72個刻面。內底部周邊可以是正多邊形。

在另一方面中，保持環包括環形主體，所述環形主體具有：頂表面，所述頂表面經配置以被固定至承載頭；底表面，所述底表面經配置以接觸拋光表面；外表面，所述外表面從外頂部周邊處的頂表面延伸到外底部周邊處的底表面；和內表面，所述內表面從內頂部周邊處的頂表面延伸到內底部周邊處的底表面。內表面包括多個向內延伸的突出部，每一突出部具有平坦的最內部表面。

在另一方面中，保持環包括環形主體，所述環形主體具有：頂表面，所述頂表面經配置以被固定至承載頭；底表面，所述底表面經配置以接觸拋光表面；外表面，所述外表面從外頂部周邊處的頂表面延伸到外底部周邊處的底表面；和內表面，所述內表面從內頂部周邊處的頂表面延伸到內底部周邊處的底表面。內表面包括多個向內延伸的突出部，所述突出部提供具有蜿蜒路徑(serpentine path)的內底部周邊。

在另一方面中，形成保持環的方法包括：將具有截頭圓錐形內表面的保持環的上部接合到具有圓柱形內表面的保持環的下部；以及機械加工下部的內表面和上部的內表面以形成在多個彎曲邊緣處與截頭圓錐形表面交叉的多個平坦刻面。

實施方式可包括以下特征中的一個或多個。可機械加工內表面以使得將每一彎曲邊緣上的最低點對準到上部與下部之間的邊界。可機械加工內表面以使得每一彎曲邊緣上的最低點處于上部與下部之間的邊界上方。接合可包括用粘合劑粘合、用機械緊固件連接或用楔形榫接頭(dovetail joint)固定中的一個或多個。

在另一方面中，保持環包括環形主體，所述環形主體具有：頂表面，所述頂表面經配置以被固定至承載頭；底表面，所述底表面經配置以接觸拋光表面；外表面，所述外表面從外頂部周邊處的頂表面延伸到外底部周邊處的底表面；和內表面，所述內表面從內頂部周邊處的頂表面延伸到內底部周邊處的底表面。內表面包括圍繞環形主體成角度間隔開的多個區域，所述多個區域具有不同表面紋理。

實施方式可包括以下特征中的一個或多個。可用規則圖案布置多個區域。不同表面紋理可包括不同粗糙度。不同粗糙度可包括具有4與64微英寸之間Ra的第一粗糙度和小于第一粗糙度的第二粗糙度。不同表面紋理可包括不同方向上的表面切槽(surface grooving)。所述不同方向可以是垂直的。所述不同方向之一可以是平行于或垂直于內底部周邊。不同表面紋理可包括具有不同深度的表面切槽。

在另一方面中，保持環包括環形主體，所述環形主體具有：頂表面，所述頂表面經配置以被固定至承載頭；底表面，所述底表面經配置以接觸拋光表面；外表面，所述外表面從外頂部周邊處的頂表面延伸到外底部周邊處的底表面；和內表面，所述內表面從內頂部周邊處的頂表面延伸到內底部周邊處的底表面。內表面包括圍繞環形主體成角度間隔開的多個區域，所述多個區域具有相對于底表面的不同傾斜。

實施方式可包括以下特征中的一個或多個。可用規則圖案布置多個區域。不同傾斜之一可以垂直于底表面。不同傾斜可包括自底部至頂部向內傾斜的第一傾斜和自底部至頂部向外傾斜的第二傾斜。

優點可包括以下內容。正被拋光的基板邊緣哪個在多個點處接觸保持環。因此，能夠在較寬區域上分布基板邊緣上的壓力，或者能夠改善基板的旋轉。因此，拋光基板能夠實現更好的厚度均勻性(例如，較小的角度不對稱性)。保持環可經歷更低磨損，并因此具有更長壽命。

在附圖和下文描述中闡述一個或更多個實施方式的細節。其他方面、特征和優點將從描述和附圖以及從權利要求書中顯而易見。

附圖說明

圖1是承載頭的示意性橫截面視圖。

圖2是保持環的示意性頂部透視圖。

圖3是圖2保持環的示意性底部透視圖。

圖4是圖2保持環的示意性平面俯視圖。

圖5是圖2保持環的示意性平面仰視圖。

圖6是圖2保持環的示意性特寫透視圖。

圖7是圖2保持環的示意性截面側視圖。

圖8至圖12是內表面具有其他幾何形狀的保持環的一部分的示意性截面平面圖。

圖13是內表面具有不同表面紋理區域的保持環的一部分的示意性截面平面圖。

圖14是內表面具有不同表面紋理區域的保持環的一部分的示意性透視圖。

圖15是內表面具有不同傾斜度的保持環的一部分的示意性透視圖。

圖16是具有插入件以提供與基板接觸的內表面的保持環的示意性截面側視圖。

圖中相似的元件符號表示相似的特征結構。

具體實施方式

CMP設備中的保持環具有內表面，所述內表面約束待被CMP設備拋光的基板的運動。在傳統的保持環中，內表面具有圓形周邊。相比之下，本文所描述的保持環的一些實施方式具有由多個平面刻面形成的內表面，其中鄰近的刻面在角部接合。本文所描述的保持環的一些實施方式具有鋸齒狀或蜿蜒內表面和/或具有不同表面性質或不同傾斜角的交替區域的內表面。這能夠改善拋光基板的厚度均勻性。

參照圖1，保持環100一般是環形圈，所述環形圈可被固定至CMP設備的承載頭50。在美國專利第5,738,574號中描述了適當的CMP設備，并在美國專利第6,251,215號和美國專利第6,857,945號中描述了適當的承載頭。保持環100配合至裝載杯中以便在CMP設備的傳送站處定位、對中和保持基板。

作為例子，圖1示出在其上固定有保持環100的簡化承載頭50。承載頭50包括殼體52、柔性膜54、加壓腔室56和保持環100。柔性膜為基板10提供安裝表面。當安裝基板10時，安裝表面可直接接觸基板的背表面。在圖1所示的例子中，將膜54夾持在保持環100與殼體52之間，但在一些實施方式中，可使用一個或更多個其他部件(例如，夾持環)來保持膜54。

加壓腔室56位于膜54與殼體52之間，可例如使用流體(氣體或液體)加壓所述加壓腔室以推動基板10的前表面抵靠拋光墊60的拋光表面62以拋光前表面。在一些實施方式中，可使用泵(未示出)控制腔室56中的壓力并因此控制基板10上的柔性膜54的向下壓力，所述泵通過殼體中的通道流體連接到腔室56。

在殼體52的邊緣附近固定保持環100以將基板10約束在膜54下方。例如，可通過機械緊固件58(例如，螺釘或螺栓)固定保持環100，所述機械緊固件延伸穿過殼體52中的通道59至保持環100的頂表面中的對準螺紋接收凹槽中。另外，頂表面可具有一個或更多個對準孔，所述對準孔被定位成與承載頭上的相應銷配合以在將保持環100固定至承載頭時允許適當對準。

可提供驅動軸80以跨越拋光墊60旋轉和/或平移(translate)承載頭50。在一些實施方式中，可升高和降低驅動軸80以控制保持環100的底表面在拋光墊60上的壓力。或者，保持環100可相對于驅動軸80移動，并且承載頭50可包括內部腔室，可加壓內部腔室以控制保持環100上的向下壓力，例如如美國專利第6,183,354號或第7,575,504號中所描述的。

參照圖2至圖5，保持環100的頂表面110大部分是平坦的，但包括多個螺紋凹槽112以接收緊固件來將保持環100固持到承載頭。視情況，頂表面110可具有一個或更多個對準特征結構(例如，凹槽114)，所述對準特征結構被定位成與承載頭上的相應特征結構(例如，突出部)配合以在將保持環100固定至承載頭時允許適當對準。視情況，頂表面可包括凸起外緣，在凸起外緣處安置緊固件的凹槽。視情況，頂表面可包括多個同心脊(concentric ridge)，所述同心脊圍繞環延伸，例如，以抓住膜54。

保持環100的底表面被配置成接觸拋光墊的拋光表面。視情況，底表面120可包括溝道122，所述溝道部分地延伸穿過保持環100的厚度。除了溝道122以外，底表面120可以是平坦的并且可平行于上表面110。在圖2至圖5所示的例子中，底表面120包括十八個溝道122，但可存在不同數量的溝道(例如，四至一百個溝道)。在操作中，溝道122允許拋光流體(諸如漿料)在保持環100下方流動到基板，所述拋光流體可包括研磨劑或無研磨劑。

溝道122可以是大體上筆直的，并從保持環100的內表面130延伸到外表面140。溝道122可圍繞保持環100以相等角間隔加以分布。溝道122通常相對于半徑區段(radial segment,R)成角度α(例如，約30°至約60°之間，或約45°)定向，所述半徑區段(R)延伸穿過保持環100的中心和溝道，但或者溝道122可沿半徑區段(R)(即0°角)延伸。

每一溝道122可具有約0.75mm至約25mm(例如，約3.125mm)的寬度W(參照圖5)。溝道寬度與溝道之間的間隔寬度比可處于10/90與50/50之間。溝道可具有沿徑向長度的均勻寬度，或可沿徑向長度在寬度上變化，例如在內徑和/或外徑處張開(flared)。各種溝道122可都具有相同的寬度輪廓，或不同的溝道可具有不同的寬度。溝道可以是彎曲的，而不是線性區段。

溝道122的側壁124可垂直于底表面120，或可相對于底表面120成小于90°角(例如，成45-85°角)。在一些配置中，側壁124與底表面120交叉處的邊緣126具有曲率半徑或倒角(chamfer)，所述曲率半徑或倒角大于約0.1mm，但小于溝道122的高度。溝道122可具有保持環的下部102的厚度的25％與90％之間的深度(參照圖7)。

保持環100的總厚度(例如，處于頂表面110與底表面120之間)可為約12.5mm至約37.5mm。

參照圖2、圖3和圖7，在頂部平面圖或底部平面圖中，與底表面120鄰近的保持環100的外表面140的至少一部分142可以是具有圓形的垂直圓柱形表面。在一些實施方式，保持環100包括懸垂部分145；懸垂部分145的底部限定外表面140的水平部分146。此水平部分146可提供唇部以幫助在基板裝載機中對中保持環或為保持環抵靠周圍環的頂部內邊緣提供硬止擋(hard stop)。

外表面140可包括傾斜部分144(例如，從外部朝內向下傾斜的截頭圓錐形表面)，所述傾斜部分將垂直圓柱形部分142連接至水平部分146。與頂表面110鄰近的保持環100的外表面140的部分148可以是垂直圓柱形表面。與頂表面110鄰近的外表面140的圓柱形部分148可比與底表面120鄰近的圓柱形部分142具有更大的直徑。

參照圖2、圖3、圖6和圖7，與底表面120鄰近的內表面130的部分132由多個刻面150形成，而不是圓柱形表面。每一刻面是平坦垂直表面，并沿垂直邊緣152接合鄰近的刻面。每一刻面中的平坦垂直表面可實質上垂直于底表面120。在一些配置中，部分132在垂直方向上的厚度大于溝道122的深度，如圖6所示。

刻面150沿筆直下邊緣154與底表面120交叉。沿底表面120的刻面150的筆直邊緣154在角部處彼此連接。因此，在底部平面圖中，所連接的下邊緣154可形成多邊形(刻面的數量足夠多，使得此多邊形結構在圖5中不可見)。每一對鄰近刻面之間的角度可以是相同的，使得所連接的下邊緣154形成正多邊形。

在所示例子中，內表面130的部分132具有七十二個刻面150。然而，保持環100可具有十至一百五十個刻面。例如，保持環100可具有二十五至一百個刻面(例如，六十至八十個刻面)。在一些實施方式中，保持環100具有七十二個刻面。具有約七十二個刻面的優點在于似乎提供了優越的拋光均勻性。

在所示例子中，每一刻面150具有相同寬度(沿下邊緣154的距離)。然而，在一些實施方式中，一些刻面具有與其他刻面不同的寬度。例如，所述刻面可與呈規則圖案(例如，每隔一個刻面或每隔兩個刻面)布置的較寬刻面一起布置。同樣地，在所示例子中，每一刻面150具有相同高度，但在一些實施方式中，一些刻面具有與其他刻面不同的高度。

刻面150的數量可以是溝道122的數量的整數倍。例如，可為內表面130上的每兩個、每三個、每四個或每五個刻面150提供一個溝道122。在一些實施方式中，底表面120中的每一溝道122在鄰近的刻面150之間的邊緣152處與內表面130交叉。或者，底表面120中的每一溝道122可在限定特定刻面150的邊緣152之間形成的區域中與內表面130交叉，即溝道與鄰近的刻面150之間的邊緣152不重疊。

平均來說，保持環100的底表面120的寬度(即內表面130與外表面140之間的距離)為約2.5cm至約5.0cm。

位于部分132上方的內表面130的部分134在平行于底表面120的平面中具有圓形截面。此部分134可鄰近于頂表面110并向下延伸。此部分134可以是傾斜的(例如，是從外部朝內向下成角度的截頭圓錐形表面)。

每一平坦刻面150沿彎曲邊緣156與部分134的圓錐形表面交叉。詳細來說，刻面150在鄰接邊緣152處比側向中心處更高，即與相對邊緣152等距。也就是說，彎曲邊緣156向下傾斜遠離每一邊緣152，其中最低點與刻面150的相對邊緣152等距。假定表面134是截頭圓錐形的并且刻面150是垂直的，那么每一彎曲邊緣146將限定雙曲線。

返回到圖1，保持環100的內表面130與柔性膜54的下表面結合限定了基板接收凹槽90。保持環100防止基板10脫離基板接收凹槽90。

一般來說，基板是圓形的并且具有約200mm至約300mm的直徑。俯視平面圖或仰視平面圖中的凹槽90的尺寸一般比基板10的表面積更大，以使得基板10能夠相對于保持環100移動位置。為了討論目的，在保持環的平面圖中將保持環100的內半徑(IR)限定為保持環100的中心C到刻面150的中點之間的距離，這個距離在兩個相對邊緣152之間等距。內徑(內半徑IR的兩倍)比基板半徑略大(例如，大出約1至5mm)。例如，對于直徑300mm的基板，保持環可具有約301mm至305mm的內徑。

在拋光工藝期間，包括保持環100的承載頭50相對于拋光墊60移動。拋光墊60抵靠基板10的摩擦迫使基板10抵靠保持環100的內表面130。由于刻面結構，對于至少一些時段，基板10接觸內表面130的至少兩個刻面150。

然而，由于基板10的半徑小于保持環100的內表面130的半徑，基板10和內表面130具有不同的角速度。作為結果，接觸基板10的那對(或元組等)刻面150將隨著時間而移位。換句話說，保持環100相對于基板10旋轉。

與接觸基板10的具有圓柱形內表面的保持環相比，保持環100的內表面130的磨損可得以減少或圍繞保持環更加均勻地分布。不受限于任何特定理論，當保持環的內表面是圓柱形時，具有圓形外周邊的基板在單一位置處接觸內表面。相比之下，多個接觸可允許基板10抵靠內表面130的力被更廣泛地分布，從而減小任何特定點處的總力并降低磨損。磨損減少可允許保持環具有增加的預期壽命。

再次，不受限于任何特定理論，在保持環100與基板10之間的相對運動期間，基板與位于刻面150之間的邊緣152處的溝道122或溝道開口任一者未產生直接點對點接觸。一般來說，溝道122可在保持環100中形成高應力區域，在該區域保持環傾向于比環的其他部分更容易損壞或斷裂。通過消除溝道122與基板10之間的直接點對點接觸，可避免高應力區域對基板10的直接沖擊，并且可減小對保持環損壞的可能性。結果是，保持環的磨損減少，并且保持環可被使用較長一段時間。

在一些拋光工藝中，基板10與保持環100之間的相對運動可減少拋光基板中的不對稱性并改善晶片內的均勻性。在具有不對稱性的拋光基板中，拋光基板具有隨角坐標變化的厚度變化。再次，不受限于任何特定理論，與單個接觸情形相比，基板10與保持環100之間的多個觸點可允許基板10相對于承載頭50旋轉，從而成角度地擴展從承載頭50的任何不對稱壓力分布的影響，并由此減小不對稱性的可能性或量。

保持環100的至少一下部102及底表面120可由對CMP工藝具有化學惰性的材料形成。材料應具有足夠彈性，使得基板邊緣抵靠保持環100的接觸不會導致基板碎裂或破裂。然而，材料不應如此有彈性，以致于在承載頭對保持環100施加向下壓力時將材料擠壓到基板接收凹槽中。下部102的材料也應該耐用和具有低磨損率，但對于保持環100的下部102磨損掉是可以接受的。

例如，保持環100的下部102可由在CMP工藝中具有化學惰性的塑料制成。塑料可具有肖氏D級約80-95的硬度計測量結果。在一般情況下，塑料的彈性模量可處于約0.3×10⁶psi-1.0×10⁶psi的范圍內。適當的塑料可包括(例如，由以下組成)：聚苯硫醚(PPS)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚酮酮(PEKK)、聚萘二酸丁醇酯(PBN)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯、這些塑料中的一種或更多種的組合或復合材料(例如，這些塑料中的一種或更多種和填料，例如玻璃或碳纖維)。多酚硫化物(PPS)的優點在于它是用于保持環的可靠且常用的材料。

保持環100的上部104可由至少與下部102具有一樣剛性的材料制成。在一些實施方式中，上部104可由比下部102更具剛性的材料制成。例如，上部104可以是金屬(例如，鋁或不銹鋼)或陶瓷材料，或比下部102的塑料更具剛性的塑料。在一些實施方式中，上部104具有與下部大致相同的剛性(例如，2％以內)，但具有較低品質，例如污染物、內部缺陷(諸如夾雜物或空隙)的比例較大，并且因此價格較為低廉。

粘合劑(例如，環氧化物)可用于將下部102接合至上部104。替代地或結合地，機械緊固件和/或楔形榫接頭可用于將下部102接合至上部104。

在一些實施方式中，刻面150與內表面的圓錐形部分134之間的彎曲邊緣156上的最低點可與上部環104與下部環102之間的邊界對準(即處于相同高度)。然而，在一些實施方式中，彎曲邊緣156上的最低點處于上部環104與下部環102之間的邊界上方。

為了制造保持環，上部環104可由截頭圓錐形內表面134形成，而下部環102可由垂直圓柱形表面形成。將下部環102接合至上部104。然后，機械加工內表面130來形成刻面150。可通過機械加工適當的材料塊或通過注射模制來形成上部環104和下部環102。

保持環100還可具有其他特征或替代上文討論的那些的特征。在一些實施方式中，保持環100具有一個或更多個通孔，所述通孔水平地或與水平成小角度地從內表面延伸穿過保持環的主體到外表面，以便在拋光期間允許流體(例如，氣體或液體)從保持環的內部傳遞到外部，或從外部傳遞到內部。通孔可圍繞保持環均勻地間隔開。

在一些實施方式中，保持環的一個或更多個表面(例如，內表面130和/或外表面140)可涂有膜。膜可以是疏水性膜或親水性膜，和/或可充當保護膜。例如，膜可以是聚四氟乙烯(PTFE)或類金剛石碳。

除參照圖1至圖7描述的平坦刻面正多邊形之外，保持環的內表面可具有其他幾何形狀。例如，參照圖8至圖12，保持環的內表面130可具有多個向內延伸的突出部200。突出部可從具有第一半徑R1的圓形向內延伸到具有較小的第二半徑R2的圓形(在圖8中示出)。內表面130的幾何形狀的例子包括Z字形、鋸齒狀、梯形和正弦形，但其他幾何形狀是可能的。可存在圍繞保持環的內表面間隔開的七個至一百五十個突出部。這些突出部可圍繞保持環以相等的角間隔加以間隔開。或者，突出部之間的間隔可(例如，以規則圖案)變化。

對于一些實施方式，例如如圖8和圖10所示，可將每一突出部在其邊緣處接合至緊鄰的突出部。例如，每一對鄰近的突出部之間的區域可不包括與由第一半徑R1限定的圓大體上相切的平坦或弧形表面。圖8將突出部示出為三角形，但其他幾何形狀，諸如梯形(在圖10中示出)、正弦形(在圖12中示出)和半圓形是可能的。另外，可使每一突出部的內部尖端和/或每一突出部之間的交叉區域變圓。

對于一些實施方式，例如圖9至圖11所示，每一突出部200的最內部部分可以是內部第二半徑R2處的平坦表面202(例如，平坦刻面)。例如，參照圖9，突出部200形成鋸齒狀幾何形狀，具有平坦表面202和平坦側表面206。內表面的平坦或彎曲區域204可在外部第一半徑R1處分離每一突出部200。對于鋸齒狀幾何形狀，每一平坦表面202可與相鄰的平坦側表面206成約90°角(例如，成85°-90°角)交叉。

參照圖10至圖11，突出部200是梯形，具有平坦表面202和平坦側表面206。對于梯形突出部200，平坦表面202與平坦側表面206之間的角度可以是115°-145°。在圖10中，通過平坦或彎曲區域204在外部第一半徑R1處分離突出部200，而在圖11中，將每一突出部200在其邊緣處接合至緊鄰的突出部而無平坦或彎曲區域204。

參照圖12，突出部200可形成波狀表面，例如底部內邊緣可形成蜿蜒路徑。每一突出部可以是大體正弦曲線。這一實施方式的潛在優點在于突出部之間不存在尖角可減小角部中的漿料粘著和干燥的可能性，從而潛在減少缺陷。

參照圖13，內表面130的部分可具有不同的表面紋理(例如，不同的表面粗糙度)，或在不同方向上的表面切槽(例如，垂直對比水平切槽)，或具有不同深度的表面切槽。例如，內表面130可包括弧形區段210，弧形區段210具有與弧形區段212不同的表面紋理。在一些實施方式中，以規則圖案(例如，交替圖案，諸如光滑與粗糙之間交替，或水平切槽與垂直切槽之間交替)布置具有不同表面紋理的部分(例如，弧形區段)。可存在圍繞保持環的內表面間隔可的七個至一百五十個部分。這些部分可圍繞保持環以相等角間隔加以間隔開。或者，這些部分的間隔可(例如，以規則圖案)變化。每一部分可具有相同弧長，但這并非必需。

例如，弧形區段212可比弧形區段210更粗糙。例如，弧形區段212可具有4至2000微英寸(例如，8至64微英寸)的Ra粗糙度，而弧形區段210可具有低至約2微英寸的Ra粗糙度。

作為另一例子，參照圖14，弧形區段212可在與弧形區段210不同的方向上具有切槽。弧形區段212的切槽方向可垂直于弧形區段210的切槽方向，但其他角度(例如，20°至90°)是可能的。在一些實施方式中，例如如圖14所示，弧形區段210、212在水平切槽與垂直切槽之間交替。然而，其他方向是可能的，例如在傾斜左對角線與傾斜右對角線之間交替。另外，三個或更多個表面紋理的更多復雜圖案是可能的。

上文所描述的不同表面紋理可適用于上文討論的實施方式的刻面150或突出部200。因此，不同刻面150和突出部200可具有不同的表面紋理(例如，不同的表面粗糙度)，或不同方向上的表面切槽。再次，在一些實施方式中，以規則圖案(例如，交替圖案，諸如光滑紋理與粗糙紋理之間交替，或水平切槽與垂直切槽之間交替)布置具有不同表面紋理的刻面或突出部。

雖然在上文各種實施方式中，與底表面120鄰近的內表面130的部分132是垂直的(垂直于拋光表面)，內表面130的這一部分132可以是傾斜的(例如，偏離垂直達30°角)。

另外，參照圖15，與底表面120鄰近的內表面130的部分132可具有不同傾斜的部分。例如，內表面130可包括刻面或弧形區段220，刻面或弧形區段220具有相對于水平面與刻面或弧形區段222不同的傾斜角。在一些實施方式中，以規則圖案(例如，交替圖案)布置這些部分(例如，刻面或弧形區段)。例如，如圖15所示，刻面或弧形區段220是(自底部至頂部)向外傾斜的，而刻面或弧形區段222是(自底部至頂部)向內傾斜的。然而，其他組合是可能的(例如，垂直對比傾斜，或小傾斜角對比大傾斜角)。可存在圍繞保持環的內表面間隔開的七個至一百五十個部分。這些部分可圍繞保持環以相等的角間隔加以間隔開，或這些部分的間隔可(例如，以規則圖案)變化。

上文所描述的表面的不同傾斜角可適用于上文討論的實施方式的刻面150或突出部200。因此，不同刻面150和突出部200可具有不同傾斜角。傾斜角的變化還可以與表面紋理的變化組合。

參照圖16，接觸基板的具有內表面130的保持環的部分可以是插入件106，所述插入件106配合到環108中的凹槽中，環108在插入件106的上方和徑向向外延伸。如果內表面130在長期使用時被損壞或磨損，可用新的插入件106替換插入件106。

保持環可由不同材料的兩個或更多個堆疊區域形成，或者可以是同質組合物(homogenous composition)的單個整體環(例如，固體塑料環)。可將溝道(如果存在)對準到特征結構的規則點，或不同溝道可與特征結構上的不同點交叉。溝道(如果存在)可覆蓋從保持環的底表面的5％到90％的任何位置處。保持環的外表面可包括臺階或唇部，或者是單一垂直圓柱形表面或截頭圓錐形表面。這些概念適用于不同尺寸的保持環(例如，用于直徑4至18英寸或更大的基板的保持環)。

已描述本實用新型的眾多實施方式。然而，應將理解，可在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下實行各種修改。因此，其他實施方式落入以下權利要求書的范圍內。