(57)【要約】【課題】袋体と塊状多結晶シリコンとの接触による、袋体由来の摩耗片の発生を抑制し、塊状多結晶シリコン表面の有機物由来の炭素汚染を低減できる、半導体原料の包装方法を提供すること。【解決手段】  本発明の半導体原料の包装方法は、底面部と前記底面部の周縁から起立した筒状の側面部とを有する袋体の内底部上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第１の枠体を配置する工程と、前記第１の枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して前記内底部上に第１の充填層を形成する工程と、前記第１の枠体を取り出す工程と、第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第ｎの枠体を配置する工程と、前記第ｎの枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して、前記第（ｎ−１）の充填層上に第ｎの充填層を形成する工程と、前記第ｎの枠体を取り出す工程とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面部と前記底面部の周縁から起立した筒状の側面部とを有する袋体の内底部上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第１の枠体を配置する工程と、
前記第１の枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して前記内底部上に第１の充填層を形成する工程と、
前記第１の枠体を取り出す工程と、
第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第ｎの枠体を配置する工程と、
前記第ｎの枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して、前記第（ｎ−１）の充填層上に第ｎの充填層を形成する工程と、
前記第ｎの枠体を取り出す工程とを有することを特徴とする半導体原料の包装方法。
【請求項２】
第ｎ−１の枠体（ｎは２以上の自然数）の幅Ｗｎ−１と、前記第ｎの枠体の幅Ｗｎとの関係が、Ｗｎ−１＞Ｗｎであることを特徴とする請求項１に記載の半導体原料の包装方法。
【請求項３】
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）の少なくとも前記塊状多結晶シリコンと接触する面がＳｉＯ２又はＳｉで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体原料の包装方法。
【請求項４】
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）を取り出す前に、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）に振動を与えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体原料の包装方法。
【請求項５】
前記塊状多結晶シリコンを充填した前記袋体の充填側をシールする工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体原料の包装方法。
【請求項６】
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）の高さは、塊状多結晶シリコンの最終充填高さの１０〜５０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体原料の包装方法。
【請求項７】
前記袋体の前記底面部は四角形であり、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）は前記底面部より小さい四角形状の断面を有する筒状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半導体原料の包装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体原料の包装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコンは、半導体デバイス製造用のシリコン単結晶基板や太陽電池製造用のシリコン基板の原料として用いられる。多結晶シリコンは、トリクロロシランを含む原料ガスを加熱したシリコン芯線に接触させて、このシリコン芯線表面に多結晶シリコンを気相成長させるシーメンス法にて製造される。シーメンス法で得られたロッド状の多結晶シリコンは原料として使用し易いように切断又は破砕され、塊状多結晶シリコン（半導体原料）とされ、洗浄や乾燥などの処理後、包装されて出荷される。
【０００３】
近年、半導体デバイスの性能向上により、シリコン単結晶基板の品質の向上が求められている。中でも、シリコン単結晶基板製造工程で混入する炭素が半導体デバイスの品質を低下させるという問題がある（特許文献１）。
炭素は、シリコン単結晶基板の原料である多結晶シリコンの製造工程においても含有量を低減させることが求められている不純物である。
【０００４】
例えば、多結晶シリコン製造工程の機械的作業の間に、多結晶シリコンが有機ポリマー又はプラスチックから作られた部品と接触し、炭素化合物である有機物によって表面汚染することが述べられている（特許文献２）。多結晶シリコンが接触する有機ポリマー又はプラスチックから作られた部品としては、塊状多結晶シリコンを包装する容器などもその対象となる。
塊状多結晶シリコンを包装する方法として、塊状多結晶シリコンを充填管やプラスチックバッグ成形管を用いてプラスチックバッグに充填して密閉する方法が開示されている（特許文献３）。この包装方法では、塊状多結晶シリコンが鋭いエッジを有しているため、塊状多結晶シリコンをプラスチックバッグに充填する際に、塊状多結晶シリコンの落下によってプラスチックバッグが破損し、塊状多結晶シリコンがプラスチックバッグ由来の有機物で汚染される問題が生じる。
【０００５】
塊状多結晶シリコンを包装するプラスチックバッグの破損を防ぐ方法としては、繊維材料又はゴム弾性を有するプラスチックからなるエネルギー吸収体をプラスチックバッグ内に設けることが検討されている（特許文献３及び４）。
更に特許文献５では、ポリシリコン破砕物（塊状多結晶シリコン）をポリエチレン系樹脂のフィルムにより形成された袋に充填する際に、袋の最大伸び率を５％以下に制限することで、袋の強度低下を抑止し、鋭利な角部を有するポリシリコン破砕物による袋の破損を防止する方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１１１６１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７０１２２号公報
【特許文献３】特表２０１０−５２８９５５号公報
【特許文献４】特開２０１３−３９９７７号公報
【特許文献５】国際公開第２０１６／０４７５７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３又は４の方法では、プラスチックバッグに塊状多結晶シリコンを直接充填する際、プラスチックバッグ内面が摩耗することにより生じる摩耗片による塊状多結晶シリコンの汚染が、エネルギー吸収体によって低減される。しかし、エネルギー吸収体である繊維材料又はゴム弾性を有するプラスチックによる汚染や、エネルギー吸収体自体の摩耗や摩損による汚染の影響が懸念され、エネルギー吸収体の材質の選定が難しいという問題がある。
【０００８】
特許文献５の方法では、袋の最大伸び率を一定内にすることでポリシリコン破砕物を充填する際の袋の破損を防ぐことはできるが、ポリシリコン破砕物が充填される間に袋との接触が一定の範囲内で生じ、袋にも一定の範囲内で力が加わることより、袋の内面とポリシリコン破砕物とが一定の押圧の下で接触するため、袋の内面が削られて、袋の摩耗片が生じ易くなる。
特に、袋内に一定重量のポリシリコン破砕物を充填した場合、その自重により袋の側面中央部が膨らむ傾向があり、ポリシリコン破砕物と袋の内面とがより強く接触または当接し易くなり、袋の内面の摩損の発生が懸念される。
【０００９】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、塊状多結晶シリコンと塊状多結晶シリコンを包装する袋体との接触や当接による袋体由来の摩耗片の発生を抑制し、塊状多結晶シリコン表面の有機物由来の炭素汚染を低減可能な半導体原料の包装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明の半導体原料の包装方法は、底面部と前記底面部の周縁から起立した筒状の側面部とを有する袋体の内底部上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第１の枠体を配置する工程と、前記第１の枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して前記内底部上に第１の充填層を形成する工程と、前記第１の枠体を取り出す工程と、第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第ｎの枠体を配置する工程と、前記第ｎの枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して、前記第（ｎ−１）の充填層上に第ｎの充填層を形成する工程と、前記第ｎの枠体を取り出す工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の半導体原料の包装方法では、前記袋体内に前記塊状多結晶シリコンを充填する際に、前記底面部と前記底面部の周縁から起立した筒状の側面部とを有する袋体の内底部上に、前記袋体の側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第１の枠体を配置して、前記第１の枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して内底部上に第１の充填層を形成する。従って、前記第１の枠体内に塊状多結晶シリコンを充填する際に、前記袋体の内壁と前記塊状多結晶シリコンとが接触または当接することにより袋体由来の摩耗片が発生することを抑制することができる。
本発明の半導体原料の包装方法では、前記第１の充填層を形成した後、前記第１の枠体を取り出し、前記第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に、前記袋体の側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第ｎの枠体を配置し、前記第ｎの枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して、第（ｎ−１）の充填層上に第ｎの充填層を形成する。このように、本発明の半導体原料の包装方法では、複数の枠体を用い、枠体内に一定量ずつ塊状多結晶シリコンを充填し、複数の充填層を形成しながら、塊状多結晶シリコンを袋体に充填する。
１つの枠体のみで袋体への塊状多結晶シリコンの充填を行う場合、塊状多結晶シリコンの充填時に塊状多結晶シリコンと袋体の内壁との接触や当接を低減するためには、枠体の高さを塊状多結晶シリコンの最終充填高さと同程度に高くする必要がある。この場合、枠体内に充填された塊状多結晶シリコンの自重により生じる枠体への押圧力が高くなり、枠体を取り出し難くなる。また、枠体を取り出す際に、塊状多結晶シリコンの自重がかかっていることにより、塊状多結晶シリコンが袋体内で動きやすくなり、袋体の内壁に摩損により摩耗片が生じ易くなる可能性がある。
一方、本発明の半導体原料の包装方法、即ち、複数の枠体を用い、複数の充填層を形成しながら充填することによる塊状多結晶シリコンを袋体に充填する方法では、個々の枠体の高さを低く設定することが可能になるため、枠体内の塊状多結晶シリコンの自重により生じる枠体への押圧力が小さく、枠体が取り出しやすい。また、枠体を取り出す際に、塊状多結晶シリコンの自重により生じる押圧力が小さくなることにより、充填層の形状を維持し易いため、塊状多結晶シリコンの充填後に枠体を取り出しても、塊状多結晶シリコンの袋体の内壁への接触や当接による袋体の摩損に伴う摩耗片が生じにくくなる。
【００１２】
本発明の半導体原料の包装方法では、第ｎ−１の枠体（ｎは２以上の自然数）の幅Ｗｎ−１と、前記第ｎの枠体の幅Ｗｎとの関係が、Ｗｎ−１＞Ｗｎであることが好ましい。
前記第ｎ−１の枠体（ｎは２以上の自然数）の幅Ｗｎ−１と、前記第ｎの枠体の幅Ｗｎとの関係が、Ｗｎ−１＞Ｗｎである場合、前記第（ｎ−１）の充填層の幅に対して、その上に形成される前記第ｎの充填層の幅が小さくなる。従って、袋体に塊状多結晶シリコンを充填する際に、塊状多結晶シリコンの自重によって、袋体内の側面部の中央部付近が膨らむことを抑制することができる。これにより、袋体内壁面への塊状多結晶シリコンの過剰な接触や当接が抑制され、有機物由来の炭素汚染の発生の抑制ができる。
【００１３】
本発明の半導体原料の包装方法では、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）の少なくとも前記塊状多結晶シリコンと接触する面がＳｉＯ２又はＳｉで形成されていることが好ましい。
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体の少なくとも前記塊状多結晶シリコンと接触や当接する面がＳｉＯ２又はＳｉで形成されているので、前記塊状多結晶シリコンを前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体内に充填する際に、前記塊状多結晶シリコンが前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体の内面と接触や当接をした場合でも有機物由来の炭素汚染は生じない。
【００１４】
本発明の半導体原料の包装方法では、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）を取り出す前に、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）に振動を与えることが好ましい。
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体を取り出す前に、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体に振動を与えると、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体内に充填した塊状多結晶シリコン間の隙間のゆるみが小さくでき、各充填層が崩れ難くなることで袋体内壁面への塊状多結晶シリコンの過剰な接触や当接が抑制される。これにより、有機物由来の炭素汚染の発生の抑制ができる。
【００１５】
本発明の半導体原料の包装方法では、前記塊状多結晶シリコンを充填した前記袋体の充填側をシールする工程をさらに有することが好ましい。
前記袋体の充填側をシールすることで、充填部空間容積を小さくでき、それにより充填された状態での塊状多結晶シリコンの位置や動きを袋体内で抑制することができ、袋体内壁面への塊状多結晶シリコンの過剰な接触や当接が抑制される。これにより、有機物由来の炭素汚染の発生を抑制できる。
【００１６】
本発明の半導体原料の包装方法では、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）の高さは、塊状多結晶シリコンの最終充填高さの１０〜５０％であることが好ましい。
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体の高さが、最終充填高さの１０％よりも小さいと充填時の枠体の使用頻度が増えることより作業が煩雑になりやすい。また、５０％よりも大きくなると、枠体が取り外しにくくなる他、充填後の枠体取り出し時に充填層の形状が維持しにくく、その際の塊状シリコンと袋体内壁面との接触や当接の頻度が高くなるため、好ましくない。
【００１７】
本発明の半導体原料の包装方法では、前記袋体の前記底面部は四角形であり、前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体（ｎは２以上の自然数）は前記底面部より小さい四角形状の断面を有する筒状であることが好ましい。
前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体が前記底面部より小さい四角形状の断面を有するため、前記袋体の側面部の内壁に前記第１の枠体及び前記第ｎの枠体を接触させることなく配置および取り出しすることができる。これにより、枠体と袋体との接触等による新たな袋体の摩耗片の発生も生じにくくなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の半導体原料の包装方法によれば、袋体に塊状多結晶シリコンを充填する際に、袋体と塊状多結晶シリコンとの接触または当接による袋体由来の摩耗片の発生を抑制し、塊状多結晶シリコン表面の有機物由来の炭素汚染を低減可能な半導体原料の包装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】半導体原料の包装方法の一実施形態の過程の一部であり、袋体に第１の枠体を配置する過程を示す斜視図である。
【図２】半導体原料の包装方法の一実施形態の過程の一部であり、第１の枠体に塊状多結晶シリコンを充填する過程を示す斜視図である。
【図３】半導体原料の包装方法の一実施形態の過程の一部であり、第１の枠体内に第１の充填層を形成する過程を示す斜視図である。
【図４】半導体原料の包装方法の一実施形態の過程の一部であり、第１の枠体内を引き上げ、第１の充填層上に第２の枠体を配置して、塊状多結晶シリコンを充填し、第２の充填層を形成する過程を示す斜視図である。
【図５】半導体原料の包装方法の一実施形態の過程の一部であり、第２の枠体内を引き上げ、第２の充填層上に第３の枠体を配置して、塊状多結晶シリコンを充填し、第３の充填層を形成する過程を示す斜視図である。
【図６】半導体原料の包装方法の一実施形態の過程の一部であり、第３の枠体内を引き上げて得た塊状多結晶シリコン充填体を、袋体の充填側をシールすることで包装する過程を示す斜視図である。
【図７】半導体原料の包装方法の一実施形態で用いる、第１の枠体、第２の枠体、及び第３の枠体と、袋体との関係を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態の一例について図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。
【００２１】
本実施形態の半導体原料の包装方法は、底面部と前記底面部の周縁から起立した筒状の側面部とを有する袋体の内底部上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第１の枠体を配置する工程と、前記第１の枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して前記内底部上に第１の充填層を形成する工程と、前記第１の枠体を取り出す工程と、第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に、前記側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第ｎの枠体を配置する工程と、前記第ｎの枠体内に塊状多結晶シリコンを充填して、前記第（ｎ−１）の充填層上に第ｎの充填層を形成する工程と、前記第ｎの枠体を取り出す工程とを有する。
各枠体を袋体から取り出す際には、袋体から各枠体を袋体の側面部に沿って垂直に引き上げるようにして取り出すとよい。
以下に図１〜７を用いて、ｎの最大値が３（ｎは自然数）である場合の半導体原料の包装方法を示す。なお、以下ではｎの最大値が３（ｎは自然数）である場合を説明しているが、ｎは２以上の自然数であれば限定されない。
袋体への塊状多結晶シリコンの充填に際しては、その充填量が多いほど塊状多結晶シリコンの自重により袋体への接触や当接が生じ易い。即ち、充填量が多い場合は袋体内表面への塊状多結晶シリコンの押圧は大きくなる傾向があり、充填量が少ない場合は袋体内表面への塊状多結晶シリコンの押圧は小さくなる傾向がある。このため、充填量により上記ｎの数を適宜決めてよい。
また、枠体を使用する場合、各枠体における各充填層あたりの充填量が多いほど（ｎが小さいほど）枠体を取り外した後の塊状多結晶シリコンによる袋体内表面への押圧は大きくなる傾向がある。一方、ｎが大きいほど、各充填層あたりの充填量が少なくなり、袋体内表面への押圧は小さくなる傾向がある。また、ｎが大きいと充填作業が煩雑になる他、ｎが大きくなると押圧を小さくする効果は大きくは変わらないため、ｎは充填作業に応じて適宜決めてよい。
【００２２】
［袋体］
図１では、半導体原料を包装する袋体１００と第１の枠体１１との斜視図が示されている。袋体１００は、底面部１１２と底面部１１２の周縁から起立した筒状の側面部１１１とを有している。
袋体１００は、例えばポリエチレンなどの合成樹脂製の透明フィルムから構成され、底面部１１２の形状が四角形であることが好ましく、より具体的には底面部１１２の形状として長方形又は正方形等が挙げられる。
底面部１１２の形状が四角形である袋体１００は例えば以下のように得ることができる。先ず、長辺方向に対して垂直な横断面が四角形である筒状の透明フィルムを準備し、対向する１対の内壁ａの中心に長辺方向に沿った折り目を設けて、前記対向する一対の内壁ａが筒の外周面に対して凹状になるように折りたたむ。次に、対向する他方の一対の内壁ｂの一端をシール装置で封止し、底面部１１２を形成する。
【００２３】
［枠体］
第１の枠体１１及び第ｎの枠体（ｎの最大値が３（ｎは自然数））は、前記袋体１００の筒状の側面部１１１の内壁に沿う筒状の形状を有している。第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）と、袋体１００との関係を図７の斜視図で示す。
第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３は非金属性の枠本体を有しており、枠本体の少なくとも内壁面、下端部面、及び上端部面がＳｉＯ２又はＳｉで形成されているとよい。前記枠本体はそれ自身を第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３として使用するものであっても、枠本体の少なくとも内壁面、下端部面、及び上端部面にＳｉＯ２又はＳｉで形成されているプレートを貼付して第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３として使用してもよい。
また、上記枠本体のＳｉＯ２又はＳｉの形成されているプレートは、本枠本体の外壁面に貼付されていてもよい。各枠体内への塊状多結晶シリコン充填時に枠体と袋体との間に塊状多結晶シリコンが入った場合でも、枠体との接触による枠体材質起因による汚染が防止できる。
以上説明した通り、第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３の少なくとも塊状多結晶シリコン２１を充填する際に接触する面（内壁面、下端部面、及び上端部面）がＳｉＯ２又はＳｉで形成されている構成とすると第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３に塊状多結晶シリコン２１を充填する際に、第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３の内壁面、下端部面、及び上端部面に塊状多結晶シリコン２１が接触したとしても、枠本体の材質による汚染は生じない。
【００２４】
第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）は、前記袋体１００の底面部１１２より小さい四角形状の断面を有しており、袋体１００の底面部１１２の幅Ｗｂと、第１の枠体１１の幅Ｗｎ−１又は第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）の幅Ｗｎそれぞれとの関係は、Ｗｂ＞Ｗｎ−１又はＷｂ＞Ｗｎである。ここで、第１の枠体１１の幅Ｗｎ−１又は第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）の幅Ｗｎはそれぞれ、袋体１００の底面部１１２の幅Ｗｂより２〜５ｍｍほど小さいことが好ましい。
本実施形態では、第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３が、袋体１００の底面部１１２より小さい四角形状の断面を有しているため、第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３を袋体１００から引き上げる際に、袋体１００の側面部１１１の内壁に第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３が接触し難く、袋体１００の側面部１１１の内壁の接触による摩擦を防ぐことができる。
袋体１００の底面部１１２の幅Ｗｂ、第１の枠体１１の幅Ｗｎ−１、及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）の幅Ｗｎはノギスなどで測定可能である。
【００２５】
第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）の高さｈは、袋体１００に塊状多結晶シリコン２１を充填する際の最終充填高さの１０〜５０％であることが好ましく、より好ましくは１０〜３０％である。
第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３の高さｈが塊状多結晶シリコン２１の最終充填高さの１０〜５０％であれば、塊状多結晶シリコン２１を複数回に分けて充填することが出来るため、各枠体内の塊状多結晶シリコン２１の自重により生じる押圧力が低く、枠体が引き上げやすい。
第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３の高さｈはノギスなどで測定可能である。
【００２６】
第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）の厚みは２ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３の厚みが前記範囲内であれば、塊状多結晶シリコン２１を第１の枠体１１、第２の枠体１２又は第３の枠体１３に充填する際に第１の枠体１１、第２の枠体１２又は第３の枠体１３が破損しにくく扱いやすい。
第１の枠体１１、第２の枠体１２及び第３の枠体１３の厚みはノギスなどで測定可能である。
【００２７】
［半導体原料］
本実施形態の半導体原料の包装方法で袋体１００で包装される半導体原料は、シーメンス法で得られたロッド状の多結晶シリコンを切断又は破砕して得られた塊状多結晶シリコン２１である。塊状多結晶シリコンの切断は、例えば外周刃切断やワイヤーソー切断などが使用でき、破砕方法としては、例えばジョークラッシャーやロールクラッシャー、あるいはハンマー等を使用した破砕が使用できる。
本実施形態で使用する塊状多結晶シリコン２１は、例えばその最大辺長が約２ｍｍ〜１２０ｍｍのサイズで使用が可能である。
塊状多結晶シリコン２１のサイズは例えば、ノギスや定規などにて測定可能である。
また、切断や破砕後の塊状多結晶シリコンは、その表面の清浄化による処理として、薬液によるエッチングや純水によるリンス、その後の乾燥処理を経て包装可能な状態とされる。
【００２８】
［半導体原料の包装方法］
本実施形態の半導体原料の包装方法を図１〜６を用いて説明する。
先ず、図１で示すように底面が四角形の筒状の一端が開口した袋体１００の内底部上に第１の枠体１１を配置する。使用する枠体はその内壁面、下端部面、及び上端部面の各部にＳｉＯ２をコーティング形成しているものとする。第１の枠体１１を配置する手段としては、塊状多結晶シリコンの表面汚染や袋体内への汚染の持ち込みが生じないように、クリーンルーム内で手動で配置してもよいし、袋体１００の開口部の上部に第１の枠体１１を垂直方向に上下移動させることが可能な冶具を設置して、冶具によって第１の枠体を配置してもよい。
次に、図２及び図３で示すように第１の枠体１１内に塊状多結晶シリコン２１を充填し、袋体１００の内底部上に第１の充填層３１を形成する。塊状多結晶シリコン２１の充填方法としては、手動で第１の枠体１１内に塊状多結晶シリコン２１を供給してもよいし、塊状多結晶シリコン２１を供給する充填管を第１の枠体１１近くまで挿入して塊状多結晶シリコン２１を供給してもよい。
【００２９】
第１の枠体１１の上端部まで塊状多結晶シリコン２１を充填した後、第１の枠体１１を袋体１００の側面部に沿って垂直に引き上げて取り出す。第１の枠体１１を引き上げて取り出す前に、第１の枠体１１に振動を与えることが好ましい。第１の枠体１１に振動を与えると、第１の枠体１１内に充填した塊状多結晶シリコン２１間の隙間が小さくなり、第１の充填層３１の充填形状が維持しやすくなり、袋体への押圧を小さくできる。
第１の枠体１１に振動を与える手段としては、バイブレータを使用し第１の枠体１１の外周側に振動を与える方法がある。
【００３０】
第１の充填層３１形成後、図４で示すように第１の枠体１１を引き上げ、第１の充填層３１上に第２の枠体１２を配置する。第２の枠体１２は第１の枠体１１と同様の手段で配置される。
その後、第２の枠体１２内に塊状多結晶シリコン２１を充填し、第１の充填層３１上に第２の充填層３２を形成する。塊状多結晶シリコン２１の充填方法としては、第１の枠体１１内に塊状多結晶シリコン２１を充填した方法と同じ方法を用いる。
【００３１】
第２の枠体１２の上端部まで塊状多結晶シリコン２１を充填した後、第１の枠体１１と同様の方法で第２の枠体１２に振動を与えることができる。尚、枠体１２に与える振動は、一定時間の範囲内で与えることが望ましい。過度の振動を加えると別の充填層の塊状多結晶シリコンと袋体との接触部で摩耗片の発生を促進させるため、短時間での振動の印加がより望ましい。
【００３２】
図７で示すとおり、第１の枠体１１（第ｎ−１の枠体（ｎ＝２））の幅Ｗｎ−１と、第２の枠体１２（第ｎの枠体（ｎ＝２））の幅Ｗｎとの関係がＷｎ−１＞Ｗｎであることが好ましい。
第１の枠体１１の幅Ｗｎ−１と第２の枠体１２の幅Ｗｎとの関係がＷｎ−１＞Ｗｎである場合、第１の充填層３１上に第２の枠体１２が配置し易くなり、各枠体の配置を手動で容易に行うことができる。
【００３３】
第２の充填層３２形成後、図５で示すように第２の枠体１２を引き上げ、第２の充填層３２上に第３の枠体１３を配置する。第３の枠体１３は第１の枠体１１と同様の手段で配置される。
その後、第３の枠体１３内に塊状多結晶シリコン２１を充填し、第２の充填層３２上に第３の充填層３３を形成する。塊状多結晶シリコン２１の充填方法としては、第１の枠体１１内に塊状多結晶シリコン２１を充填した方法と同じ方法を用いる。
【００３４】
ここで、第２の枠体１２（第ｎ−１の枠体（ｎ＝３））の幅Ｗｎ−１と、第３の枠体１３（第ｎの枠体（ｎ＝３））の幅Ｗｎとの関係がＷｎ−１＞Ｗｎであることが好ましい。
第２の枠体１２の幅Ｗｎ−１（ｎ＝３）と第３の枠体１３の幅Ｗｎ（ｎ＝３）との関係がＷｎ−１＞Ｗｎである場合、第２の充填層３２上に第３の枠体１３が配置し易くなり、各枠体の配置を手動で容易に行うことができる。
【００３５】
第３の枠体１３の上端部まで塊状多結晶シリコン２１を充填して、第３の充填層３３を形成した後、図６で示すように第３の枠体１３を引き上げて塊状多結晶シリコン充填体４０を得る。その後、袋体１００の充填側（開口側）をシール装置でシールしてシール部１２０を形成して、塊状多結晶シリコン充填体４０を包装する。
この際、シール位置は極力充填部に近い位置が望ましい。充填部に近い位置でシールを行うことで、袋体内での塊状多結晶シリコンの位置ずれが起きにくく、位置ずれによる袋体との摩耗片も生じにくくなる。
【００３６】
以上の本発明の実施形態では、塊状多結晶シリコン２１を袋体１００に充填する際に、袋体１００の側面部の内壁に沿う形状を有する筒状の第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）（ｎの最大値が３（ｎは自然数））を用いている。従って、塊状多結晶シリコン２１を袋体１００に充填する際に、塊状多結晶シリコン２１と袋体１００の内壁との過度の接触や当接を抑制し、袋体１００の内壁の摩耗片の発生を抑制することができる。
また、塊状多結晶シリコン２１を袋体１００に充填する際に、第１の枠体１１と第２の枠体１２とに着目した際に、第１の枠体１１（第ｎ−１の枠体（ｎ＝２））の幅Ｗｎ−１と、第２の枠体１２（第ｎの枠体（ｎ＝２））の幅Ｗｎとの関係がＷｎ−１＞Ｗｎとする。また、第２の枠体１２と第３の枠体１３とに着目した際に、第２の枠体１２（第ｎ−１の枠体（ｎ＝３））の幅Ｗｎ−１と、第３の枠体１３（第ｎの枠体（ｎ＝３））の幅Ｗｎとの関係がＷｎ−１＞Ｗｎとする。従って、第１の枠体１１で形成される第１の充填層３１の幅より第２の枠体１２で形成される第２の充填層３２の幅が小さくなり、第２の枠体１２で形成される第２の充填層３２の幅より第３の枠体１３で形成される第３の充填層３３の幅が小さくなる。即ち、連続して形成される充填層の幅が徐々に小さくなる構成であることより、塊状多結晶シリコン充填体４０の長辺方向に沿った中央部付近が塊状多結晶シリコン２１の自重によって膨らむことが抑制でき、袋体内面への過度な押圧力が低減されることで、接触や当接による摩耗片の発生を抑制することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、第ｎ−１の枠体（ｎは２以上の自然数）の幅Ｗｎ−１と、前記第ｎの枠体の幅Ｗｎとの関係を、Ｗｎ−１＞Ｗｎとしたが、第ｎ−１の枠体の幅Ｗｎ−１と、第ｎの枠体の幅Ｗｎとが同じであってもよい。
この場合、第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に、第ｎの枠体を配置する際に、同時に第ｎの枠体を袋体１００の開口部の上部から冶具で吊り下げるように支持して用いるとよい。また、第ｎ−１の枠体の幅Ｗｎ−１と、第ｎの枠体の幅Ｗｎとが同じである場合は、第ｎ−１の枠体と、第ｎの枠体とに同じ枠体を用いてもよく、冶具で吊り下げた枠体を段階的に引き上げながら、複数の充填層を形成して、塊状多結晶シリコン２１を袋体１００に充填するとよい。
【００３８】
上記実施形態においては、第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）は、前記袋体１００の底面部１１２より小さい四角形状の断面を有する筒状枠体である。しかし、第１の枠体１１及び第ｎの枠体（第２の枠体１２及び第３の枠体１３）では、筒状枠体の四角形状の断面の角部（corner）が面取りや一定の曲率を有する湾曲状である枠体であってもよい。このような形状にすることで、各枠体を袋体内への配置する際（装入時）又は取り出す際（引き出し時）に、各枠体が袋体に引っかからず、各枠体の配置や引き出しの操作が容易になる。
また、各枠体の上端部でも角部が面取りや湾曲状となっていることが望ましい。枠体上端部の角部が面取りや湾曲状になるよう形成されていると、塊状多結晶シリコン充填時に塊状多結晶シリコンが各枠体の上端部に当たった場合でも、塊状多結晶シリコンや各枠体の破損が発生しにくくなる。
【００３９】
袋体の内底部上に第１の枠体を配置する際に、袋体の重心線と第１の枠体の重心線とが重なるように第１の枠体を配置するとよい。また、第（ｎ−１）の充填層（ｎは２以上の自然数）上に第ｎの枠体を配置する際にも、袋体の重心線と第ｎの枠体の重心線とが重なるように第ｎの枠体を配置するとよい。袋体の重心線と各枠体の重心線とが重ならない場合、各枠体の外周面と袋体の内壁面との距離が不均一になり、サイズの小さい塊状多結晶シリコンが各枠体の外周面と袋体の内壁面との間に入り込む可能性が高くなる。一方、袋体の重心線と各枠体の重心線とを重ねるように配置した場合、各枠体の外周面と袋体の内壁面との距離が一定になるため、サイズの小さい塊状多結晶シリコンが各枠体の外周面と袋体の内壁面との間に入り込みにくくなる。これにより、袋体内壁面との接触や当接の発生が起きにくくなる。
【００４０】
ｎ−１の枠体（ｎは２以上の自然数）の幅Ｗｎ−１と、第ｎの枠体の幅Ｗｎとの関係が、Ｗｎ−１＞Ｗｎである場合、第ｎの枠体の外周面と袋体の内壁面との距離は、ｎ−１の枠体外周面と袋体の内壁面との距離より大きくなる。このため、第ｎの枠体の上端部に、第ｎの枠体の外側に張り出し、第ｎの枠体の内側の下方に向かう傾斜面を有する張出部（突出部）を設けてもよい。張出部は、第ｎの枠体の外周面と袋体の内壁面との距離より小さい幅を有し、袋体の内壁面には接触しないものであればよい。これにより第ｎの枠体の配置や取り出しもしにくくなることがなく、袋体と第ｎの枠体の外周側間への塊状多結晶シリコンのはみ出しによる充填も回避でき、袋体と塊状多結晶シリコンとの接触や当接を低減して炭素汚染の発生を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の半導体原料の包装方法によれば、袋体に鋭いエッジを有している塊状多結晶シリコンを充填する際に、袋体と塊状多結晶シリコンとの接触や当接による袋体由来の摩耗片の発生を抑制し、塊状多結晶シリコン表面の有機物由来の炭素汚染を低減可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  袋体
１１１  側面部
１１２  底面部
１２０  シール部
１１  第１の枠体
１２  第２の枠体
１３  第３の枠体
２１  塊状多結晶シリコン
３１  第１の充填層
３２  第２の充填層
３３  第３の充填層
４０  塊状多結晶シリコン充填体
【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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