この項目「ピラニア溶液」は翻訳されたばかりのものです。不自然あるいは曖昧な表現などが含まれる可能性があり、このままでは読みづらいかもしれません。(原文:Piranha solution
)ピラニア溶液(ピラニアようえき、英: piranha solution)またはピラニア腐蝕液 (英: piranha etch) とは、硫酸 (H2SO4) と過酸化水素 (H2O2) の混合物であり、基材から有機残渣を除去するために用いられる。この混合物は強力な酸化剤として作用するため、接触した有機物のほとんどは酸化され除去される。また、ほとんどの表面を水酸化(OH 基を追加)して高い親水性を持たせることができる。 様々な混合比のものが広く使われているが、全てをピラニア溶液と呼ぶ。典型的な混合比の一つとして、濃硫酸3に対し30%過酸化水素水1が挙げられる。他にも、 4:1や7:1という混合物も使われている。深く関連する混合物として、時折「塩基性ピラニア溶液」と呼ばれることもある、水酸化アンモニウムと過酸化水素の3:1混合物が挙げられる。 ピラニア溶液は腐食性が極めて高い強力な酸化剤であるため、その調製には細心の注意が必要である。表面は十分清浄にする必要があり、前段階の洗浄で用いた有機溶剤はピラニア溶液を用いる前に完全に除去する必要がある。ピラニア溶液が有機夾雑物を溶解除去する際、夾雑物が大量にある場合は急激な発泡や気体の発生による爆発を起こしうる[1]。 ピラニア溶液の調製時には、必ず濃硫酸に過酸化水素水をゆっくりと加える必要があり、逆にしてはならない[2][3]。溶液の攪拌により急激な発熱が生じる。溶液の調製を急ぐとすぐに沸騰し、大量の腐食性の煙を生じる。注意を払っている場合でも、発熱により溶液の温度は100 °Cを超える場合がある。使用する前に、十分に冷却されるまで待つ必要がある。突然の温度上昇によっても酸性の溶液が激しく沸騰する可能性がある。過酸化水素濃度が50%を超える過酸化水素水を用いて調製された溶液は爆発のおそれがある。一旦混合物が安定したならば、反応性を保つために加熱することは可能である[4]。 高温の(しばしば発泡している)溶液は基材上の有機化合物を除去し、ほとんどの金属表面を酸化または水酸化する。元素状炭素さえも除去できるほど強力な洗浄剤である。洗浄にはおおよそ10分から40分かかり、その後基材を溶液から引き上げる。 この溶液は使用前に混合する場合も、使用時に混合する場合もあり、この場合、濃硫酸を先に加え、後から過酸化水素水を加える。過酸化水素は自発分解するので、新鮮なピラニア溶液を調製して使用する必要がある。ピラニア溶液は気体を発生するため密閉容器に入れることができず、保存できない。また、プラスチックを侵すためガラス容器に入れる必要がある[2]。ピラニア溶液は一般的な化学的廃棄物と激しく反応するため、中和するまでは区別のつきやすい容器に入れる必要がある。 ピラニア溶液はマイクロエレクトロニクス産業において、例えばシリコンウェハーからフォトレジストの残渣を除去する際などに頻繁に用いられる。 実験室では、ガラス器具の洗浄に用いられることがあるが、危険なので多くの研究機関では非推奨とされており、日常的に使うべきではない[6]。クロム酸溶液とは異なり、ピラニア溶液はガラス器具を重金属イオンで汚染することがない。 ピラニア溶液は焼結ガラス
調製と使用
用途