(57)【要約】【課題】機械的研磨、化学機械研磨を用いることなく金属板の表面に形成された凸部を平坦化することが可能な金属板の表面平坦化方法及び装置を提供する。【解決手段】金属板６の表面６ａに形成された凸部６１を平坦化する際に、ｎ型半導体１１と、ｎ型半導体１１の表面に積層された絶縁膜１２とを有し、当該絶縁膜１２を介して金属板６の凸部６１先端に近接又は当接される積層板５と、金属板６と積層板５との間でバイアス電圧を印加する電源２と、金属板６の表面６ａに光を照射することにより、凸部６１先端に近接場光を発生させる光照射部７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の表面に形成された凸部を平坦化する金属板の表面平坦化方法において、
ｎ型半導体と、上記ｎ型半導体の表面に積層された絶縁膜とを有する積層板を、当該絶縁膜を介して上記金属板の凸部先端に近接又は当接させ、
上記金属板と上記積層板との間でバイアス電圧を印加するとともに、上記金属板の表面に光を照射することにより上記凸部先端に近接場光を発生させ、
発生させた上記近接場光に基づく非断熱過程に基づいて価電子帯から伝導帯にかけて複数段階で励起させることにより、上記凸部先端に近接又は当接させている上記絶縁膜中に電子と正孔を発生させ、
上記印加されたバイアス電圧に基づき、上記発生させた電子と正孔の移動を通じて上記絶縁膜中に局所的に電流を流し、この電流に基づいて発生するジュール熱に基づいて当該凸部先端を溶解させることにより平坦化させること
を特徴とする金属板の表面平坦化方法。
【請求項２】
光透過性の上記ｎ型半導体の裏面を介して上記金属板の表面に光を照射すること
を特徴とする請求項１記載の金属板の表面平坦化方法。
【請求項３】
不純物をドーピングさせたＳｉＣからなる上記ｎ型半導体と、上記厚さ５μｍ以下に亘り積層されたＳｉＣからなる上記絶縁膜とを有する上記積層板における上記ｎ型半導体の裏面から上記金属板の表面に対して、上記ｎ型半導体の吸収波長よりも長波長の上記光を照射すること
を特徴とする請求項１又は２記載の金属板の表面平坦化方法。
【請求項４】
金属板の表面に形成された凸部を平坦化する金属板の表面平坦化装置において、
ｎ型半導体と、上記ｎ型半導体の表面に積層された絶縁膜とを有し、当該絶縁膜を介して上記金属板の凸部先端に近接又は当接される積層板と、
上記金属板と上記積層板との間でバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、
上記金属板の表面に光を照射することにより、上記凸部先端に近接場光を発生させる光照射手段とを備えること
を特徴とする金属板の表面平坦化装置。
【請求項５】
上記積層板は、上記光照射手段により発生させた上記近接場光に基づく非断熱過程に基づいて価電子帯から伝導帯にかけて複数段階で励起させることにより、上記凸部先端に近接又は当接させている上記絶縁膜中に電子と正孔を発生させ、上記印加されたバイアス電圧に基づき、上記発生させた電子と正孔の移動を通じて上記絶縁膜中に局所的に電流を流し、この電流に基づいて発生するジュール熱に基づいて当該凸部先端を溶解させることにより平坦化させること
を特徴とする請求項４記載の金属板の表面平坦化装置。
【請求項６】
上記ｎ型半導体は、光透過性であり、
上記光照射手段は、上記ｎ型半導体の裏面から光を照射すること
を特徴とする請求項５記載の金属板の表面平坦化装置。
【請求項７】
上記積層板は、不純物をドーピングさせたＳｉＣからなる上記ｎ型半導体と、上記厚さ５μｍ以下に亘り積層されたＳｉＣからなる上記絶縁膜とを有し、
上記光照射手段は、上記ｎ型半導体の裏面から上記金属板の表面に対して、上記ｎ型半導体の吸収波長よりも長波長の上記光を照射すること
を特徴とする請求項５又は６記載の金属板の表面平坦化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
金属板の表面に形成されたオレンジピール等からなる凸部を平坦化する上で好適な金属板の表面平坦化方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス、光学素子、記録媒体等に用いられる基板材料の表面の平坦化度は、それらの性能に大きな影響を及ぼす。このため、基板材料の表面平坦化技術は、電子デバイス等の性能向上を図る上で必須の技術といえる。
【０００３】
この基板表面の平坦化を図る上で、従来では、機械的研磨や化学機械研磨（ＣＭＰ)等により、平均表面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下の平坦性まで確保できる場合もある。このＣＭＰは、円形の研磨定盤上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッドに基板ホルダに装着された基板の表面を押し付け、基板ホルダによって基板表面を研磨パッドに圧接するように加圧する。そして、研磨パッド上に研磨微粒子を含むスラリーを供給しながら研磨定盤及び基板ホルダの双方を回転させ、発生する機械的摩擦及びスラリーの化学反応により基板の表面を平坦化するものである。
【０００４】
これら研磨による方法では、当初は粒径の大きい研磨微粒子を含むスラリーを基板表面に流しながら粗い凹凸を除去し、次に粒径の小さい研磨微粒子を含むスラリーを用いてより微細な凹凸を平滑化する作業を行う。このため、多くの工程が必要となり、所望の研磨面を得るために多くの時間と労力を要するという問題点があった。これに加えて、ＣＭＰでは、研磨剤中の砥粒としてレアアースが必要となるため、製造コストがより高くなってしまうという問題点があった。
【０００５】
これに加えてＣＭＰでは、凝集されたスラリーや、固体化された副生成物等の粗大粒子が、基板表面に微細な引っ掻き疵（スクラッチ）を形成してしまい、微細な凹部が基板表面に残存してしまう。また、スラリーの寸法より小さい基板表面の凸部に対してまで研磨を施すことができず、微細な凸部が基板表面に残存してしまう。さらには、ＣＭＰを用いた場合には、研磨の対象となる材料や板厚に応じて最適な研磨条件に設定する必要（条件出しの必要）があるが、現実的には凹凸が最小となる条件を探すことが不可能であり、加工の条件出しが非常に困難であった。
【０００６】
このため、近年では、例えば特許文献１に示すような近接場光を用いた表面平坦化方法が提案されている。この特許文献１の開示技術では、原料ガスが導入されてなるチャンバ内に表面を平坦化する基板を配置し、原料ガスのガス分子の吸収端波長よりも長波長からなる光を基板上に照射する。原料ガスのガス分子に対して非共鳴光を照射しているため、近接場光の発生する凹凸の局所領域でのみ、非特許文献１に示すような非断熱過程を経て原料ガスから分解生成物が生成される。この分解生成物を、凹部内に堆積させることによって、表面が平坦化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０９４３４５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】T. Kawazoe、 K. Kobayashi、 S. Takubo、 and M. Ohtsu、 J. Chem. Phys.、 Vol.122、 No.2、January 2005、 pp.024715 1-5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで金属の中でもステンレス等の合金は、多数のサブグレインを有する。そして、各サブグレインの組成や結晶方位等の差異による硬さや化学的性質の差が、研磨速度を局所的に異ならせる原因にもなり、安定した化学機械研磨を阻害する。このため、研磨後もサブグレインに依存した凹凸（オレンジピール）が残り、その凹凸の面内方向寸法は１０ｎｍ〜１０μｍと大きな分布を持つため、結晶基板と同等の平坦化は事実上困難である。
【００１０】
また、上述した特許文献１の開示技術は、あくまでシリコンウェハ（Si）等を始めとした基板を平坦化することを目的とした技術であり、金属など延性、展性の大きな材料では十分な平坦度を得ることが困難である。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、機械的研磨、化学機械研磨を用いることなく金属板の表面に形成された凸部を平坦化することが可能な金属板の表面平坦化方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の金属板の表面平坦化方法は、金属板の表面に形成された凸部を平坦化する金属板の表面平坦化方法において、ｎ型半導体と、上記ｎ型半導体の表面に積層された絶縁膜とを有する積層板を、当該絶縁膜を介して上記金属板の凸部先端に近接又は当接させ、上記金属板と上記積層板との間でバイアス電圧を印加するとともに、上記金属板の表面に光を照射することにより上記凸部先端に近接場光を発生させ、発生させた上記近接場光に基づく非断熱過程に基づいて価電子帯から伝導帯にかけて複数段階で励起させることにより、上記凸部先端に近接又は当接させている上記絶縁膜中に電子と正孔を発生させ、上記印加されたバイアス電圧に基づき、上記発生させた電子と正孔の移動を通じて上記絶縁膜中に局所的に電流を流し、この電流に基づいて発生するジュール熱に基づいて当該凸部先端を溶解させることにより平坦化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の金属板の表面平坦化方法は、請求項１記載の発明において、光透過性の上記ｎ型半導体の裏面を介して上記金属板の表面に光を照射することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の金属板の表面平坦化方法は、請求項１又は２記載の発明において、不純物をドーピングさせたＳｉＣからなる上記ｎ型半導体と、上記厚さ５μｍ以下に亘り積層されたＳｉＣからなる上記絶縁膜とを有する上記積層板における上記ｎ型半導体の裏面から上記金属板の表面に対して、上記ｎ型半導体の吸収波長よりも長波長の上記光を照射することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の金属板の表面平坦化装置は、金属板の表面に形成された凸部を平坦化する金属板の表面平坦化装置において、ｎ型半導体と、上記ｎ型半導体の表面に積層された絶縁膜とを有し、当該絶縁膜を介して上記金属板の凸部先端に近接又は当接される積層板と、上記金属板と上記積層板との間でバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、上記金属板の表面に光を照射することにより、上記凸部先端に近接場光を発生させる光照射手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の金属板の表面平坦化装置は、請求項４記載の発明において、上記積層板は、上記光照射手段により発生させた上記近接場光に基づく非断熱過程に基づいて価電子帯から伝導帯にかけて複数段階で励起させることにより、上記凸部先端に近接又は当接させている上記絶縁膜中に電子と正孔を発生させ、上記印加されたバイアス電圧に基づき、上記発生させた電子と正孔の移動を通じて上記絶縁膜中に局所的に電流を流し、この電流に基づいて発生するジュール熱に基づいて当該凸部先端を溶解させることにより平坦化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の金属板の表面平坦化装置は、請求項５記載の発明において、上記ｎ型半導体は、光透過性であり、上記光照射手段は、上記ｎ型半導体の裏面から光を照射することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の金属板の表面平坦化装置は、請求項５又は６記載の発明において、上記積層板は、不純物をドーピングさせたＳｉＣからなる上記ｎ型半導体と、上記厚さ５μｍ以下に亘り積層されたＳｉＣからなる上記絶縁膜とを有し、上記光照射手段は、上記ｎ型半導体の裏面から上記金属板の表面に対して、上記ｎ型半導体の吸収波長よりも長波長の上記光を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明を適用した金属板の表面平坦化装置によれば、ｎ型半導体の表面に積層された絶縁膜とを有する積層板を、絶縁膜を介して金属板の凸部先端に近接又は当接させる。そして、金属板と積層板との間でバイアス電圧を印加するとともに、金属板の表面に光を照射する。これにより凸部の先端に近接場光を発生させ、発生させた上記近接場光に基づく非断熱過程に基づいて価電子帯から伝導帯にかけて複数段階で励起させる。その結果、凸部先端に近接又は当接させている絶縁膜中に電子と正孔を発生させ、絶縁膜中に局所的に電流を流し、この電流に基づいてジュール熱を発生させる。このジュール熱に基づいて当該凸部先端を溶解させることにより平坦化させる。
【００２０】
このため、本発明では、ステンレス等の合金においてサブグレインに依存した凹凸（オレンジピール）が残った場合においても、その凹凸を除去し結晶基板と同等の平坦化を行うことが可能となる。特に従来の近接場光に基づく平坦化処理では成しえなかった、金属板の表面平坦化も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した金属板の表面平坦化装置の構成を示す図である。
【図２】積層板を、絶縁膜を介して金属板の凸部先端に近接させる例を示す図である。
【図３】金属板の表面に形成された凸部の先端に近接場光を発生させる例を示す図である。
【図４】非断熱過程のメカニズムについて説明するための図である。
【図５】（ａ）は、絶縁膜において近接場光が発生した領域におけるバンド図を、（ｂ）は、絶縁膜において近接場光が発生しない領域におけるバンド図である。
【図６】絶縁膜内において発生した電子、正孔の微視的な移動について説明するための図である。
【図７】平坦化を進行させる上での具体的なメカニズムを説明するための図である。
【図８】平坦化の進行状況に応じた電子状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した金属板の表面平坦化装置について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用した金属板の表面平坦化装置１の構成を示している。この表面平坦化装置１は、金属板６の表面に形成された凸部６１を平坦化するものであり、ｎ型半導体１１と、ｎ型半導体１１の表面１１ａに積層された絶縁膜１２とを有する積層板５と、積層板５に取り付けられた陰極３と、金属板６に取り付けられた陽極４と、積層板５におけるｎ型半導体１１の裏面１１ｂから表面１１ａに向けて光を照射する光照射部７とを備えている。
【００２４】
ｎ型半導体１１は、ＳｉＣ等の材料に対して、不純物がドープされることによりｎ型半導体としての機能を発揮する。ｎ型半導体１１は、光照射部７から照射される光に対して透過性を持つ材料で構成されていることが望ましいが、これに限定されるものではなく、他の間接型半導体であってもよい。ここで代表的な間接型無機化合物にはSi以外に,GaP,AlGaAs(混晶比に依存)、AlP、AlAs, Ge, SiC, PbS, PbTe, TIO2, GaS, AlSb,, C(ダイヤモンド), BNなどがあり、本手法はそのすべてに応用可能である。
【００２５】
ちなみに、以下の説明においては、ｎ型半導体１１の材料については、光照射部７から照射される光に対して透過性を持たせ、不純物がドープされたＳｉＣを例にとり説明をする。このＳｉＣは、光照射部７から照射される光に対して光吸収性を有しない程度のバンドギャップを有するものとする。これにより、ｎ型半導体１１は、光照射部７から照射される光が裏面１１ｂから入射された場合にこれがそのまま透過して、表面１１ａから出射することとなる。
【００２６】
絶縁膜１２は、不純物がドープされていないＳｉＣ等、通常は絶縁体として機能する材料で構成される。この絶縁膜１２は、ｎ型半導体１１と同様に、入射される光に対して透過性を持つ材料で構成されている。絶縁膜１２は、ｎ型半導体１１の表面１１ａに対して、例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)等の手法に基づいて蒸着される。このため、この絶縁膜１２の表面１２ａは、ナノメートルオーダーで平滑化されている場合もある。この絶縁膜１２は、例えば、厚さ５μｍ以下に亘り積層されたＳｉＣで構成されている。但し、この絶縁膜１２があまりに薄い場合には、絶縁破壊という問題点があるため、この膜厚は０．１μm以上（２０V印加を想定）とされていることが望ましい。
【００２７】
なお、本発明を適用した表面平坦化方法では、この積層板５を金属板６に対して近接離間させるものであるから、積層板５を移動させるための図示しない器具が取り付けられていてもよい。
【００２８】
金属板６は、例えばステンレス等のような金属材料から構成される。この金属板６は、例えばフィルムを成形するための型枠に用いられるものであって、特に当該金属板６の表面６ａにおいて平滑性が求められるものである。この金属板６の表面６ａは、本発明を適用した平坦化処理を実行する前において、例えば図１に示すように凸部６１が多数に亘り形成されている。この凸部６１の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍの範囲にあるものを想定している。
【００２９】
光照射部７は、例えば可視光、赤外光等の光を照射する発光装置である。この光照射部７から照射される光は、ｎ型半導体１１により光吸収されない程度の波長で構成されていることが前提となる。光照射部７は、ｎ型半導体１１の裏面１１ｂに対して光を照射する。これにより、ｎ型半導体１１の裏面１１ｂに照射される光がｎ型半導体１１の内部を透過し、さらに絶縁膜１２の内部も透過し、絶縁膜１２の表面１２ａから出射されることとなる。そして、この表面１２ａから出射された光は、金属板６の表面６ａへと照射される。
【００３０】
なお光照射部７は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、金属板６の表面６ａに対して照射しえるものであれば、特に積層板５を透過させることは必須とならない。つまり、金属板６に対する積層板５の方向とは異なる方向から、光照射部７による光を直接金属板６に対して照射するようにしてもよい。
【００３１】
電源２は、それぞれに接続された陰極３、陽極４に電圧を印加する。
【００３２】
陰極３は、一端が電源２に接続され、他端に接続された積層板５に対して負の電位を印加する。この陰極３は、少なくともｎ型半導体１１中の電子、正孔を移動させることができる位置であれば、積層板５のいかなる箇所に対して取り付けられていてもよい。但し、この陰極３は、ｎ型半導体１１における裏面１１ｂに取り付けられていることが望ましい。
【００３３】
陽極４は、一端が電源２に接続され、他端に接続された金属板６に対して正の電位を印加する。この陽極４は、少なくとも上述した陰極３との間で、積層板５及び金属板６に対してバイアス電圧を印加できることができる位置であれば、金属板６のいかなる箇所に対して取り付けられていてもよい。但し、この陽極４は、金属板６における裏面６ｂに取り付けられていることが望ましい。
【００３４】
次に本発明を適用した表面平坦化装置１による平坦化処理の動作について説明をする。
【００３５】
先ず図２に示すように、積層板５を、絶縁膜１２を介して金属板６の凸部６１先端に近接させる。微視的に見た場合には、この金属板６の凸部６１の先端に積層板５が当接されている状態となっていることが望ましいが、これに限定されるものではない。即ち、金属板６の凸部６１の先端と積層板５とがミクロンオーダー、ナノオーダで見た場合に僅かに離間している場合も、本発明所期の効果を奏するものである。
【００３６】
次に、金属板６と積層板５との間で電源２を介してバイアス電圧を印加する。この印加においては、ｎ型半導体１１に負電圧がかかるように、いわゆる順方向バイアス電圧をかける。また光照射部７は、金属板６の表面６ａに光を照射する。
【００３７】
その結果、光照射部７から出射された光が積層板５を透過して、或いは透過することなく他の方向から金属板６の表面６ａへと到達する。そして、この金属板６の表面６ａに形成された凸部６１の先端にその光が照射されると、これに基づいて図３に示すように、凸部６１の先端に近接場光が発生する。
【００３８】
凸部６１の先端に近接場光が発生すると、これに当接又は近接している積層板５における絶縁膜１２に対しても近接場光が滲出することとなる。その結果、この絶縁膜１２の内部において近接場光に基づく、以下に説明する非断熱過程が生じる。
【００３９】
この非断熱過程とは、図４に示すように、原子同士の結合をバネで置き換えたモデルで考えることができる。一般に伝搬光の波長は分子の寸法に比べると遥かに大きいため、分子レベルでは空間的には一様な電場とみなせる。その結果、図４（ａ）に示すように、バネで隣り合う電子は同振幅、同位相で振動させられる。原子核は重いため、この電子の振動には追従できず、伝搬光では分子振動は極めて起こりにくい。このように伝搬光では、分子振動が電子の励起過程に関わることを無視することができるため、この過程を断熱過程という（非特許文献１参照。）。
【００４０】
一方、近接場光の空間的な電場勾配は非常に急峻に低下する。このため近接場光では隣り合う電子に異なる振動を与えることになり、図４（ｂ）に示すように、この異なる電子の振動により重い原子核も振動させられる。近接場光が分子振動を起こすことは、エネルギーが分子振動の形態を取ることに相当するため、近接場光では、振動準位を介した励起過程（非断熱過程）が可能となる。このように原子核の振動準位を介した励起過程は、通常の光学応答である断熱過程に対し、原子核が応答し動くため、非断熱過程という（非特許文献１参照。）。
【００４１】
このような非断熱過程が絶縁膜１２の内部において生じた場合、以下に説明するメカニズムに基づいて絶縁膜１２内部に電子と正孔といった光励起担体が生じる。図５（ａ）は、絶縁膜１２において近接場光が発生した領域におけるバンド図を、図５（ｂ）は、絶縁膜１２において近接場光が発生しない領域におけるバンド図を示している。
【００４２】
このバンド図によれば、絶縁膜１２において通常は近接場光が滲出していないため、図５（ｂ）に示すように、絶縁膜１２内に光が照射しても、これにより価電子帯中の電子が伝導帯まで励起されることは無い。これに対して、絶縁膜１２において近接場光が滲出している領域においては、図５（ａ）に示すように、非断熱過程に基づき、原子核の振動準位を介した励起により、価電子帯中の電子が多段階で遷移して伝導帯中へと励起されることとなる。その結果、絶縁膜１２において近接場光が滲出している領域については、上述した多段階遷移による電子と正孔とが生じることとなる。
【００４３】
このような電子と正孔が発生している絶縁膜１２において、電源２により電圧を印加した場合には、電子はマイナス側へ、正孔はプラス側へと移動する。そして、図６に示すように、絶縁膜１２内において発生した電子は、陰極３側（ｎ型半導体１１側）へと移動し、絶縁膜１２内において発生した正孔は、陽極４側（金属板６の凸部６１側）へと移動する。ｎ型半導体１１は、電子を流すことが可能であり、また金属板６は導体であることから、同様に電子を流すことができる。絶縁膜においてこれらの電子の流れが堰き止められていたのが、この近接場光に接触して非断熱過程が生じている局所領域において電子の流れが許容され、電流を流すことが可能となる。その結果、電子と正孔がこの絶縁膜１２内で互いに移動することによるジュール熱が、当該絶縁膜１２において発生することとなる。このジュール熱が高くなれば、当該絶縁膜１２に接触している凸部６１の先端が溶解することとなる。
【００４４】
特に絶縁膜１２においてこのような近接場光に基づく非断熱過程が生じるのは、凸部６１の先端が当接又は近接している局所的な領域である。このため、このような局所的な領域に電圧を負荷すると、抵抗がその分大きくなり、より発熱が助長されることとなり、凸部６１の先端の溶解促進につながることとなる。
【００４５】
このようなプロセスが他の凸部６１においても同様に生じることにより、凸部６１への溶解が促進し、ひいては凸部６１の先端が溶解して平らになり、平滑化度が高くなる。
【００４６】
本発明においては、溶解が進むにつれて積層板５の自重により、当該積層板５が徐々に下方に移動し、その結果、高さの高い凸部６１は平坦化が進行し、また高さの低い凸部６１については積層板５が近接又は当接されることで溶解が開始することとなる。このとき積層板５の自重に依拠することなく、図示しない上下移動装置を介して積層板５を下方に移動させるようにしてもよいことは勿論である。
【００４７】
例えば図７におけるＡ領域には高さが中程度の凸部６１が存在し、Ｂ領域には高さがより高い凸部６１が存在し、Ｃ領域には高さがより低い凸部６１が存在するものとする。かかる状態の下における各Ａ〜Ｃ領域の絶縁膜１２における伝導帯の電子状態を図８に示す。この図８（ａ）は、Ａ領域の伝導帯の電子状態を、図８（ｂ）は、Ｂ領域の伝導帯の電子状態を、図８（ｃ）は、Ｃ領域の伝導帯の電子状態をそれぞれ示している。
【００４８】
領域Ａの凸部６１は、ちょうどその先鋭化された先端が絶縁膜１２に当接されている状態となっている。この状態において仮に電場、及び光が無い場合には、絶縁膜１２において特に伝導帯には電子は発生しない。また電場のみ存在する場合には、ｎ型半導体から僅かに洩れ出てくる電子が存在する。電子と正孔の量が僅かであることから、ジュール熱による発熱量は僅かとなる。また、電場が印加され、さらにこの凸部６１に光が照射させることにより、はじめて近接場光が発生し、伝導帯において多くの電子が生成される。そして、上述したメカニズムにより、ジュール熱による発熱量が増大する結果、凸部６１の先端は溶解し、平坦化が促進されることとなる。
【００４９】
領域Ｂの凸部６１は、ある程度溶解が進んでその上部が扁平になっている。このような状態にある領域Ｂの凸部６１に対して、仮に電場、及び光が無い場合には、絶縁膜１２において特に伝導帯には電子は発生しない。また電場のみ存在する場合には、ｎ型半導体から僅かに洩れ出てくる電子が存在する。電子と正孔の量が僅かであることから、ジュール熱による発熱量は僅かとなる。また、電場が印加され、さらにこの凸部６１に光が照射させた場合においても既に凸部６１が扁平化されていることから、近接場光はあまり発生せず、非断熱過程は小さくなる。その結果、図８（ｂ）に示すように発生する電子の数が少なくなり、その結果ジュール熱も高くならず、凸部６１の溶解が収まり、加工が停止に至ることとなる。
【００５０】
また領域Ｃの凸部６１において、その先鋭化された先端と、絶縁膜１２との間隔が広い場合には、電場を印加し、しかも凸部６１に対して光を照射した場合においても、凸部６１と絶縁膜１２との間において電場は真空に印加されることとなる。その結果、ｎ型半導体１１から凸部６１との間で電子及び正孔は流れない。
【００５１】
これに対して、領域Ｃの凸部６１において、その先鋭化された先端と、絶縁膜１２との間隔が狭くなってきた場合には、電場を印加し、しかも凸部６１に対して光を照射した場合において、凸部６１の先端で発生する近接場光が絶縁膜１２に到達することとなる。その結果、この絶縁膜１２内において非断熱過程が生じ、多段階遷移による電子と正孔が多数に亘り生成されることとなる。これらの生成された電子と正孔により絶縁膜１２を通り抜けた電流が流れることによるジュール熱が発生することとなる。そのジュール熱により凸部６１の溶解が始まる。つまり凸部６１の先端が絶縁膜１２との間で完全に接触してなく、離間している場合においても、凸部６１を溶解させ、エッチングを開始させることが可能となる。そして、この凸部６１と絶縁膜１２との距離が近接するにつれてその効果が多くなり、ジュール熱が高くなる。
【００５２】
そして、凸部６１全体の溶解が進展する結果、領域Ｃの凸部６１が絶縁膜１２に接触した場合には、領域Ａの凸部６１と同様のメカニズムに基づいて溶解が進展することとなる。
【００５３】
このように、本発明を適用した金属板の表面平坦化装置１によれば、ｎ型半導体１１の表面１１ａに積層された絶縁膜１２とを有する積層板５を、絶縁膜１２を介して金属板６の凸部６１先端に近接又は当接させる。そして、金属板６と積層板５との間でバイアス電圧を印加するとともに、金属板６の表面に光を照射する。これにより凸部６１の先端に近接場光を発生させ、発生させた上記近接場光に基づく非断熱過程に基づいて価電子帯から伝導帯にかけて複数段階で励起させる。その結果、凸部６１先端に近接又は当接させている絶縁膜１２中に電子と正孔を発生させ、絶縁膜１２中に局所的に電流を流し、この電流に基づいてジュール熱を発生させる。このジュール熱に基づいて当該凸部６１先端を溶解させることにより平坦化させる。
【００５４】
このため、本発明では、ステンレス等の合金においてサブグレインに依存した凹凸（オレンジピール）が残った場合においても、その凹凸を除去し結晶基板と同等の平坦化を行うことが可能となる。特に従来の近接場光に基づく平坦化処理では成しえなかった、金属板の表面平坦化も実現することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  表面平坦化装置
２  電源
３  陰極
４  陽極
５  積層板
６  金属板
６ａ  表面
６ｂ  裏面
７  光照射部
１１  ｎ型半導体
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１２  絶縁膜
１２ａ  表面
６１  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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