KITECH 생산기술 전문지

금속은 일정한 광택을 갖고 있으며 이러한 광택은 물질의 고유한 성질에 해당한다. 특히 광택을 갖고있는 은, 금, 알루미늄, 티타늄, 크롬 등의 원소 물질과 광택을 갖고 있지 않거나 어두운 광택을 갖는 금속 물질인 납, 주석, 철 등이 있고, 특히 표면의 변화, 산화 등에 의하여 광택이 무뎌지기도 한다. 폴리싱의 방법으로 금속의 광택을 더 향상시키는 방법도 있다.본 연구에서는 진공 스퍼터링 방식으로 금속의 원료 물질인 타겟에서 떼어져 나와 박막으로 코팅되는 방식으로 티타늄, 크롬, 알루미늄 금속 박막을 형성하고, 이러한 금속의 고유한 광택도를 분석 및 관찰하고 스퍼터링 조건 중 기판 바이어스에 따른 광택도와 금속 박막의 경도, 스트레스 등의 물성치를 확인하였다. 금속 코팅은 자체로는 광택이 나지 않거나 어두운 재질의 모재라도 금속의 광택을 부여하는우수한 방법이 될 수 있다. 또는 광택도가 떨어지는 표면에서도 금속 질감의 광택도를 높이는 방법이 될수 있다. 광택이 나는 금속도 공기나 산소와의 접촉시 산화되거나 오염물질이 부착되어서 본래의 광택을 잃게 되기도 한다. 한편 진공 스퍼터링은 초기 기본 진공도를 5x10-6 Torr 이하의 고진공으로 가져가도, 공급하는 가스 배관의 미세한 리크, 챔버 내부의 아웃개싱(outgassing) 등에 의하여 고진공 환경에서도 산소나 반응성 가스의 유입이 가능하게 된다 [1]. 특히 산화가 잘되는 금속인 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등의 금속은 고진공에서도 미세하게 존재하는 산소가 있을 때, 다른 스퍼터링 조건과의 상호작용으로 표면의 미세한 산화로 인해 색상의 변화가 있기도 하다. 아직은 고진공 특히 1x10-5 - 1x10-6Torr의 고진공 범위에서의 금속 박막의 스퍼터링시 박막의 미세한 표면산화에 대해서는 규명되어 있지않은 형편이긴 하다. 따라서 알루미늄, 티타늄 등의 산화에 민감한 금속의 스퍼터링시는 더욱 스퍼터링조건의 미세한 조절이 필요하다.본 연구에서는 티타늄, 알루미늄, 크롬 타겟을 스퍼터링하여 기본적인 금속 박막 고유의 광택도를 측정하였다. 또한 스퍼터링시 바이어스 조건별 각 금속 박막의 경도와 스트레스, 두께를 비교하여 보았다.