KR20090005857A - 피증착물의 박막 증착 장치, 박막 증착 방법 및 이에 의해증착된 고속 가공용 공구 - Google Patents

피증착물의 박막 증착 장치, 박막 증착 방법 및 이에 의해증착된 고속 가공용 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피증착물의 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 피증착물의 박막 증착 방법은 진공 챔버 내부에 피증착물과 Ti계 타겟을 위치시키는 단계와, 상기 챔버 내부를 진공 배기하여 진공 상태를 형성하는 단계와, 상기 챔버 내부로 이온 소스를 통해 적어도 Si를 함유하는 공정 가스를 주입하는 단계 및 상기 Ti계 타겟, 상기 피증착물 및 상기 이온 소스 사이에 전압을 인가하여, 적어도 Ti와 Si를 피증착물에 증착시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 피증착물에 적정량의 Si의 첨가량으로 제어할 수 있으면서도, Si를 함유한 TiAlN(또는, TiN, TiAl)박막을 증착시킴으로써, 내산화성을 증가시키고 내마모성을 향상시키는 동시에 피증착물의 표면의 인성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

피증착물의 박막 증착 장치, 박막 증착 방법 및 이에 의해 증착된 고속 가공용 공구{Thin film deposition apparatus, thin film deposition process and coated tool thereof}
본 발명은 피증착물의 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 특히 절삭 가공 공구, 그 중에서도 고속 가공 공구의 박막 증착에 적합한 박막 증착 장치, 박막 증착 방법 및 이에 의해 증착된 고속 가공용 공구에 관한 것이다.
절삭 가공 공구의 박막 증착 기술은 크게 물리 기상 증착 기술과 화학 기상 증착 기술로 나눠지며, 피막의 종류와 용도에 따라 적합한 기술을 채택하게 된다. 이러한 기술들은 고체, 기체, 액체 상태로 존재하는 물체에 전기적 에너지를 인가하여 플라즈마 상태로 만들어 주게 되는데, 플라즈마는 높은 에너지를 갖고 있어 화학적 반응을 유도하거나 증착 소재를 합성하는데 유리하다.
TiN, TiC, TiCN, TiAlN 등의 절삭 가공 박막 증착에는 마그네트론 스퍼터링이나, 음극 아크 이온도금과 같은 물리 기상 증착 기술이 유리하며, DLC(diamond like carbon), C-BN(cubic-boron nitride) 등의 증착에는 화학 기상 증착 기술이 적합하다.
절삭 가공 공구(피복 초경 공구)에는 각종의 강이나 주철 등의 피삭재의 선삭 가공이나 평삭 가공을 행할 때에 바이트의 선단부에 착탈 가능하게 부착되어 이용되는 스로어웨이 팁, 피삭재의 구멍 개방 절삭 가공 등에 이용되는 드릴이나 소형 드릴, 또한 피삭재의 면삭 가공이나 홈 가공 및 편 가공 등에 이용되는 솔리드 타입의 엔드 밀 등이 있다. 또한, 상기 슬로우웨이 팁을 착탈 가능하게 부착하여 솔리드 타입의 엔드 밀과 마찬가지로 절삭 가공을 행하는 스로우 웨이 엔드 밀 공구 등도 절삭 가공 공구로서 잘 알려져 있다.
또한, 절삭 가공 공구로서, 일반적으로 Ti와 Al의 질화물(TiAlN)과 TiN 증착막으로 구성된다. 절삭 가공 공구를 구성하는 (TiAlN-Si) 증착막에 있어서, Al의 성분에는 고온 경도를 향상시키고, Ti 성분에는 고온 강도를 확보할 수 있으며, N의 성분에는 인장 강도 및 항복 강도를 확보할 수 있다. 또한, Si의 성분에 의해 경도와 인장 강도 및 내열성의 향상을 확보할 수 있어서 절삭 가공 공구의 수명을 향상시킬 수 있다.
한편, 절삭 가공 공구의 고속도화, 고능률화가 절실히 요구되므로, 고속 가공 공구가 필요하다. 그러나 일반적인 고속 가공 시에는 공구의 빠른 회전 속도와 이송 속도로 인하여 고열에서도 견딜 수 있어야 하며(우수한 내산화성), 고속 가공에서 흔히 발생하는 정밀한 날 끝의 칩핑 현상이 발생하지 않아야 하며(인성이 매우 양호해야함), 또한 내마멸성이 향상된(우수한 경도) 박막의 증착이 필수적이다.
따라서, 절삭 가공 공구를 구성하는 박막의 성분이 절삭 가공 공구의 특성을 결정짓는다고 해도 과언이 아니며, 상기한 성분들을 적절히 첨가시키는 것이 중요 하다.
그러나 일반적으로 Si를 첨가하는 방법으로, 대한민국 공개특허 제10-2006-91237호에 기재된 바와 같이 Ti 또는 TiAl에 Si가 첨가된 합금 타겟을 이용한다. 하지만, Si가 함유된 타겟의 사용시 스퍼터링의 제반조건(타겟, 전류, 공정 온도, 공정 압력 등)에 따라 타겟을 구성하고 있는 물질들의 스퍼터링 율(yield)이 다르기 때문에 Si의 첨가량을 제어하기가 쉽지 않다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-659643호에 기재된 바와 같이, Ti 또는 TiAl 타겟과 Si 타겟을 별도로 사용하는 경우에는 플라즈마 소스를 추가적으로 사용해야 하는 문제가 있었다. 또한 Si 타겟의 사용에 따라 스퍼터링 율(yield)이 변하고, Si 타겟의 사용량이 실제 타겟의 35%밖에 되지 않는다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 적어도 Ti을 포함하는 타겟과 함께, 적어도 Si를 포함하는 가스를 공정 중에 주입하여, Si의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있는 피증착물의 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내산화성 및 내마멸성 및 인성을 향상시킨 박막이 증착된 고속 가공 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 진공 챔버 내부에 피증착물과 Ti계 타겟을 위치시키는 단계와, 상기 챔버 내부를 진공 배기하여 진공 상태를 형성하는 단계와, 상기 챔버 내부로 이온 소스를 통해 적어도 Si를 함유하는 공정 가스를 주입하는 단계 및 상기 Ti계 타겟, 상기 피증착물 및 상기 이온 소스 사이에 플라즈마를 형성시켜, 적어도 Ti와 Si를 피증착물에 증착시키는 단계를 포함하는 피증착물의 박막 증착 방법을 제공한다.
상기 Si를 함유하는 공정 가스는 실란 가스인 것이 바람직하다.
또한, 상기 공정 가스는 질소 공정 가스를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Ti계 타겟은 적어도 Al을 0 내지 80% 포함된 TiAl 합금 타겟인 것이 바람직하다.
또한, 적어도 상기 Ti와 Si를 피증착물에 증착시키는 단계는 피증착물에 TiN-Si 또는 TiAlN-Si를 증착시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Ti와 Si가 증착된 피증착물의 박막은 1 내지 20at%의 Si를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 피증착물에 -50 내지 -600V 및 100 내지 350 kHz의 펄스 전압 또는 AC 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 진공 챔버의 온도는, 200 내지 400℃를 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버 내부의 압력은, 0.5 내지 20 mtorr인 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버 내부를 진공 배기하여 진공 상태를 형성하는 단계 이후에, Ar 분위기 하에서 상기 피증착물의 표면을 세정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Ti와 Si를 피증착물에 증착시키는 단계 이전에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 버퍼층을 형성하는 단계는, W, Ti 및 Cr 을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 증착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 버퍼층의 두께는 0.01 내지 3um 인 것이 바람직하다.
또한, 상기한 증착 방법들에 의해 박막이 증착된 고속 가공용 공구를 제공하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적은 박막을 형성하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내에 위치한, 적어도 Ti을 포함하는 Ti계 타겟과, 상기 챔버 내에 적어도 Si를 포함하는 공정가스를 공급하는 이온 소스 및 상기 피증착물, 상기 Ti계 타겟 및 상기 이온 소스에 펄스 또는 AC 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 전원 공급부의 상기 펄스 또는 AC 전압은 100 내지 350kHz의 주파수이며, -50 내지 -600V의 전압인 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 피증착물에 Si를 함유한 TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층을 증착시킴으로써, 내산화성을 증가시키고 내마모성을 향상시키는 동시에 피증착물의 표면의 인성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 종래 Si의 첨가량을 제어하기 어려웠던 문제를, 타겟의 추가 또는 독립적으로 사용하지 않고도, 일정 농도의 Si 가스 분위기를 만들어 줌으로써, Si가 증착되어 경도와 인장 강도 및 내열성의 확보에 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명을 절삭 공구 및 고속 가공용 공구 등에 적용하여도, 상기와 같은 효과를 가짐은 물론, 공구의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 피증착물(6)의 박막 증착 장치(100)를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따라 피증착물(6)에 박막이 증착된 코팅 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 피증착물(6)의 박막 증착 장치(100)는 진공 챔버(10), 증착부(8), Ti계 타겟(4), 이온 소스부(11), 진공 펌프(9) 및 전원 공급부(2)를 포함한다.
진공 챔버(10)는 피증착물(6)에 원하는 물질의 박막층(40)을 형성하기 위한 공간으로서, 내부에는 피증착물(6)이 증착부(8) 상에 장착되어 있다. 바람직하게는 증착부(8)에 회전 지그(7)가 설치되어 있어서, 피증착물(6)이 회전 지그(7)에 의해 회전되면서 피증착물(6)의 표면(20) 상에 박막층(40)이 고르게 증착될 수 있다. 또한, 진공 챔버(10)에는 스퍼터 타겟(5)이 위치되어 있으며, 스퍼터 타겟(5)은 버퍼층으로 사용될 물질로서, Ti, W, Cr등의 타겟이 될 수 있다.
또한, 진공 챔버(10) 내에는 이온 소스부(11)가 위치되어 있다. 이온 소스부(11)는 필라멘트 이온 소스(3)와 아크 소스(4)로 구성되어 있으며, 각각 진공 챔버(10) 내로 공정 가스(1)를 공급한다. 공정 가스(1)는 Ar(아르곤) 공정 가스(12), Si계 가스(13), N2(질소) 공정 가스(14)를 포함한다. 필라멘트 이온 소스(3)는 모든 증착 공정을 수행하기 이전에 세정용으로 사용되기 위해, 진공 챔버(10) 내로 Ar 공정 가스(12)를 공급하고, 아크 소스(4)는 고전류 저전압에 의해 아크 방전을 발생시키는 용으로 사용되기 위해 Si계 공정 가스(13)와 N2 공정 가스(14)를 공급하는 것이 바람직하다. 한편, 아크 소스(4)의 내부에는 적어도 Ti을 포함하는 Ti계 타겟이 위치되어 있으며, Ti계 타겟은 바람직하게는 Ti, TiAl, TiN, TiAlN 중 어느 하나의 타겟이다.
진공 펌프(9)는 진공 챔버(10)의 내부가 진공 상태에 도달하도록 진공 챔버(10)내의 공정 가스(1)들을 외부로 배출시킨다.
전원 공급부(2)는 박막의 접합 및 증착 특성을 향상시키기 위하여, 피증착물(6), Ti계 타겟(4) 및 이온 소스부(11)에 100 내지 350kHz의 AC 전압과, -50 내지 -600V의 펄스 전압을 공급한다. 바람직하게는, AC 전압은 펄스 전압을 포함한다. 여기에서, 이온 소스부(11)는 필라멘트 이온 소스(3)와 아크 소스(4)를 포함하여 구성된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 피증착물의 박막 증착 장치, 박막 증착 방법 및 이에 의해 증착된 고속 가공 공구를 설명한다.
(실시예 1)
도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예 1을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 피증착물(6)의 박막 증착 방법을 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예1에 따른 박막층(40)이 증착된 피증착물(6)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예 1에 따른 피증착물(6)의 박막 증착 장치(100)는 크게 세 부분, 즉, 이온 소스부(11), 전원 공급부(2), Ti계 박막이 증착되는 증착부(8)로 이루어져 있으며, 도 1에 도시된 바와 같다.
상기와 같은 박막 증착 장치(100)를 이용한, 실시예 1의 피증착물(6)의 박막 증착 방법은 진공 챔버(10) 내부에 피증착물(6)과 Ti계 타겟(4), 바람직하게는 적 어도 Al을 0 내지 80%를 포함하는 TiAl 합금 타겟(4)을 위치시킨다(S1).
진공 챔버(10) 내부를 진공 배기하여, 진공 챔버(10)내의 온도는 200 내지 400℃를, 압력은 0.5 내지 20mtorr를 유지하도록 진공 상태를 형성한다(S2). 진공 배기한 이후에는, 진공 챔버(10) 내부로 이온 소스부(11), 그 중에서도, 필라멘트 이온 소스(3)를 통해 Ar 공정 가스(12)를 주입하고, Ar 분위기 하에서, 피증착물(6)의 표면(20)을 세정한다.
이후, 진공 챔버(10) 내부로 이온 소스부(11) 중 아크 소스(4)를 통해 적어도 Si계 공정 가스(13)를 주입한다(S3). 이때, 아크 소스(4)로, Si계 공정 가스(13) 이외에도 N2 공정 가스(14)를 주입할 수 있다.
TiAl 합금 타겟(4), 상기 피증착물(6) 및 상기 이온 소스부(11) 사이에 -50 내지 -600V 및 100 내지 350kHz의 펄스 전압 또는 AC 전압을 인가하여, 적어도 Ti와 Si를 포함하는 TiN-Si, TiAl-Si, TiAlN-Si 중 어느 하나의 박막층(40)을 증착부(8)에 위치한 피증착물(6)에 증착시킨다(S4). 이때, Ti계 박막층(40)은 1 내지 20at%의 Si를 함유한다.
상기한 방법들에 의해, 고속 가공용 공구(6)의 표면(20) 상에, TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)이 순차적으로 형성됨을 알 수 있으며, 이는 도 4에 도시되어 있다.
(실시예 2)
도 3 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예 2를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 피증착물(6)의 박막 증착 장치(100)에 의한 증착 방법을 상세히 도시한 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 피증착물에 박막이 증착된 증착 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 피증착물(6)의 박막 증착 장치(100)는, 실시예 1과 동일한 장치를 사용하며, 이에 의한 증착 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 공정이 이루어지는 진공 챔버(10) 내의 증착부(8)에 피증착물(6)(이하, 고속 가공용 공구(6))을 장착시킨 후, 플라즈마 공정을 위하여 초기 진공도 10-6torr에 도달하도록 진공 펌프(2)를 가동하여 진공 챔버(10) 내의 잔여 공정 가스들을 배출시켜 진공 상태로 배기시킨다(S 11).
이 진공도에 도달한 후, 고속 가공용 공구(6) 표면상에 합성물질을 증착하기 전, 고속 가공용 공구(6)의 표면(20)의 산화막 또는 여타의 오염 물질을 제거하기 위하여, Ar(아르곤) 가스(12)를 필라멘트 소스(3) 또는 진공 챔버(10)를 통해 주입한다. 필라멘트에 필라멘트 전류를 흘려(수십A, 수백V), 필라멘트에서 발생한 열전자가 Ar 가스(12)를 이온화시킨다. 이온화된 Ar 가스(12)에 의해 고속 가공용 공구(6)의 표면(20)을 Ar 이온 세정한다(S 12).
이러한 Ar 이온에 의한 세정은 오염물의 제거와 함께 고속 가공용 공구(6)의 표면(20)의 분자를 여기 상태로 활성화시켜 증착 공정시 증착 물질(박막)의 접합력(증착)을 향상시키는 효과가 있다. 이때 0.5 내지 5mTorr 압력의 Ar 분위기에서 고속 가공용 공구(6) 형상에 따라 고속 가공용 공구(6)(피증착물(6), 피증착재)에 가해지는 펄스 전압은 100 내지 350 kHz 펄스 전압 또는 AC 전압이 -50 내지 -600V로 인가되며, 이온 세정 공정 시간은 10 내지 100분 동안 수행한다.
이온 세정 공정 후, 고속 가공용 공구(6)의 표면(20)의 물성을 개질하고, 표면(20)과 증착 물질과의 접합력(결합성)증진을 위한 버퍼층(30)을 고속 가공용 공구(6)의 표면(20)에 증착 형성시킨다(S 13). 버퍼층(30) 증착을 위해서는 마그네트론 스퍼터 타겟(5)을 사용하며, 증착 물질로는 W, Ti, Cr 등의 타겟을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 스퍼터 타겟(5)으로 Ti 타겟(5)을 사용하였다. Ti 타겟(5)을 진공 챔버(10)내에 장착한다. Ti 타겟(5)에 수A, 수백V의 전압을 인가하여 플라즈마를 형성시키고, 진공 챔버(10) 또는 필라멘트 이온 소스(3)를 통해 진공 챔버(10) 내부로 주입된 Ar 공정 가스(12)가 Ti 타겟(5)에 충돌하여 고속 가공용 공구(6) 표면에 Ti 버퍼층(30)을 형성하였다.
증착 속도는 시간당 0.1 내지 10㎛로 하며, 고속 가공용 공구(6)의 표면(20) 위에 증착된 버퍼층(30)은 0.01 내지 3㎛의 두께로 증착시킨다. 버퍼층(30) 형성 공정에서 고속 가공용 공구(6)에 가해지는 펄스 전압은 100 내지 350 kHz의 펄스 전압 또는 -50 내지 -600V의 AC 전압이다.
버퍼층(30) 형성 공정 후, Si가 첨가된 TiN-Si 또는 TiAlN-Si 또는 TiAl-Si를 증착하기 위한 플라즈마 소스로는 아크 소스(4)를 사용한다. 아크 소스(4)로 Si계 가스(13)를 진공 챔버(10) 내로 주입한다(S 14). 이때 전원으로는 고전류 저전압(DC 전압)을 사용하여 아크 방전에 의한 아크 플라즈마를 발생시킨다. 아크 소 스(4)의 내부에는 Al이 0 내지 80%가 포함된 TiAl 합금 타겟(4)이 장착되어 있어서, 아크 방전에 의해 이온화된 Ti 및/또는 Al 이온이 TiAl 합금 타겟(4)으로부터 튀어져 나와 버퍼층(30) 상에 박막층(40)을 형성하도록 하였다.
Si가 첨가된 TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)의 합성 방법을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 아크 소스(4)에 N2 공정 가스(14)와 Si계 공정 가스(13), 그 중에서도 실란(SiH4) 공정 가스(13)의 혼합 공정 가스를 공급한다. 아크 소스(4)에 DC 전압을 인가하여, 고전류 아크 방전에 의해 직접 이온화된 Ti 및/또는 Al이 TiAl 합금 타겟(4)으로부터 튀어져 나오며, 높은 에너지를 갖는 아크 방전에 의해 N2 공정 가스(14)와 Si계 공정 가스(13)가 이온화되어 Ti 이온 및/또는 Al 이온, N 이온, 그리고 실란 내의 Si 이온이 피증착물(6)의 표면(20)에서 화합물을 형성하여 증착되도록 한다.
이때 진공 챔버(10) 내의 공정 온도는 200 내지 400℃를 유지하였고, 진공 챔버(10) 내의 공정 압력은 0.5 내지 20mTorr가 되도록 하였다. 또한, 증착면과 고속 가공용 공구(6) 표면(20)에 입사하는 이온들의 에너지를 제어하고, 축적되는 전하를 방전시키기 위하여 100 내지 350 kHz 펄스 전압 또는 AC 전압을 -50 내지 -600V로 피증착물(6)인 고속 가공용 공구(6)에 인가한다. Si 첨가량의 제어는 Si계 공정 가스(13)와 N2 공정 가스(14)의 분압 비로 조정하며, 이때 공정 가스(1)의 분압 비에 따라 TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)에 Si의 함유량은 1 내지 20 at%가 된다.
이와 같은 공정에 의해 Si를 함유한 TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)을 고속 가공용 공구(6)의 표면(20)에 증착시킨다(S 15). 본 실시예 2에서는 Si를 함유한 TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)의 합성 속도를 시간당 0.2 내지 5㎛로 하여, 고속 가공용 공구(6) 표면(20) 상에 Si를 함유한 TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)을 0.1 내지 5㎛의 두께로 증착시킨다. 이때, 박막층(40) 내 Si의 함유량은 1 내지 20at%가 된다.
상기한 방법에 의해, 고속 가공용 공구(6) 표면(20), Si 버퍼층(30), TiAlN(또는, TiN, TiAl) 박막층(40)이 순차적으로 형성되며, 이는 도 5에 도시되어있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피증착물의 박막 증착 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 피증착물의 박막 증착 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 피증착물의 박막 증착 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 피증착물에 박막이 증착된 증착 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 피증착물에 박막이 증착된 증착 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 설명
1: 공정 가스
2: 전원 공급부
3: 필라멘트 이온 소스
4: 아크 소스(Ti계 타겟, TiAl 합금 타겟)
5: 스퍼터 타겟(Ti 타겟)
6: 피증착물(고속 가공용 공구)
7: 회전지그
8: 증착부
9: 진공 펌프
10: 진공 챔버
11: 이온 소스부
12: Ar 공정 가스
13: Si계 공정 가스
14: N2 공정 가스
20: 피증착물(고속 가공 공구)의 표면
30: 버퍼층
40: 박막층
100: 박막 증착 장치

Claims (15)

  1. 피증착물의 박막 증착 방법에 있어서,
    진공 챔버 내부에 상기 피증착물과 Ti계 타겟을 위치시키는 단계;
    상기 진공 챔버 내부를 진공 배기하여 진공 상태를 형성하는 단계;
    상기 진공 챔버 내부로 이온 소스를 통해 적어도 Si를 함유하는 공정 가스를 주입하는 단계; 및
    상기 Ti계 타겟, 상기 피증착물 및 상기 이온 소스 사이에 전압을 인가하여, 적어도 Ti와 Si를 상기 피증착물에 증착시키는 단계를 포함하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공정 가스는 질소 가스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ti계 타겟은 80%이하의 Al을 더 포함하는 TiAl 합금 타겟인 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 Ti와 Si를 상기 피증착물에 증착시키는 단계는 상기 피증착물에 TiN-Si, TiAl-Si, TiAlN-Si 중 어느 하나의 박막을 증착시키는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Ti와 Si가 증착된 상기 피증착물의 박막은 1 내지 20at%의 Si를 함유하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피증착물 및 상기 이온 소스 사이에 인가하는 전압은 -50 내지 -600V 및 100 내지 350 kHz의 펄스 전압 또는 AC 전압인 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진공 챔버의 온도는, 200 내지 400℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내부의 압력은, 0.5 내지 20 mtorr인 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내부를 진공 배기하여 진공 상태를 형성하는 단계 이후에, Ar 분위기 하에서 상기 피증착물의 표면을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 Ti와 Si를 상기 피증착물에 증착시키는 단계 이전에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 버퍼층은, W, Ti 및 Cr 을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 버퍼층의 두께는 0.01 내지 3um 인 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 방법.
  13. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항의 증착 방법에 의해 박막 증착된 고속 가공용 공구.
  14. 피증착물의 박막 증착 장치에 있어서,
    상기 피증착물에 박막을 형성하기 위한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 위치한, 적어도 Ti을 포함하는 Ti계 타겟;
    상기 진공 챔버 내에 적어도 Si를 포함하는 공정가스를 공급하는 이온 소스; 및
    상기 피증착물, 상기 Ti계 타겟 및 상기 이온 소스에 펄스 또는 AC 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전원 공급부의 상기 펄스 또는 AC 전압은 100 내지 350kHz의 주파수이며, -50 내지 -600V의 전압인 것을 특징으로 하는 피증착물의 박막 증착 장치.
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