DE112022001399T5

DE112022001399T5 - Verpackungsbeutel zum Abfüllen von zerkleinertem Polysiliziummaterial und Polysiliziumverpackung

Info

Publication number: DE112022001399T5
Application number: DE112022001399.0T
Authority: DE
Inventors: Takuya Asano; Takuya Yokose; Toru Onoda
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2022-03-01
Publication date: 2024-01-25
Also published as: CN116963970A; JPWO2022190945A1; KR20230154811A; TW202300414A; US20240010414A1; WO2022190945A1

Abstract

Ein Verpackungsbeutel gemäß der vorliegenden Erfindung zum Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials ist ein Verpackungsbeutel (1) zum direkten Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials und umfasst eine mehrschichtige Folie, in der eine additivfreie Harzschicht (2) auf Polyethylenbasis in einer innersten Schicht angeordnet ist und auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis mindestens eine Gasbarriereschicht (3) und eine Verstärkungsmaterialschicht (4) gestapelt sind. (Figur)

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen Verpackungsbeutel zum Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials, das z.B. als Rohstoff für die Herstellung von Halbleitern verwendet wird. Insbesondere ist ein Verpackungsbeutel zum Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials (Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial) vorgesehen, der es ermöglicht, eine Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials durch die Umgebungsluft unmittelbar nach dem Verpacken des zerkleinerten Polysiliziummaterials besser zu verhindern.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein hochreiner Polysiliziumstab wird hauptsächlich durch ein Siemens-Verfahren hergestellt und als Rohmaterial für die Herstellung von einkristallinem Silizium verwendet, das als Material für ein Halbleiterbauelement und dergleichen verwendet wird Das Siemens-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom durch einen Keim (Kerndraht) aus hochreinem Silizium geleitet wird, um den Keim zu erhitzen, und an der Oberfläche des Keims ein Gas auf Silanbasis und Wasserstoff miteinander reagieren zu lassen, so dass ein hochreiner Polysiliziumstab aufgedampft wird.
Das nach dem Siemens-Verfahren hergestellte Polysilizium weist eine Stabform auf. Dieses Polysilizium kann zerkleinert und gepackt und in Form von Stückchen eines zerkleinerten Polysiliziummaterials verpackt werden. Das zerkleinerte Polysiliziummaterial kann z. B. zu einer Fabrik zur Herstellung von einkristallinem Polysilizium transportiert werden.
Das zerkleinerte Polysiliziummaterial wird je nach Bedarf einem Ätzprozess zur Entfernung von Kontaminationen an der Oberfläche unterzogen und anschließend, um eine Kontamination zu verhindern, in einen Verpackungsbeutel aus einer Harzfolie auf Polyethylenbasis verpackt, so dass eine Verpackung gebildet wird. Diese wird in der Regel in einer Transportkiste, wie z. B. einem Karton, verpackt und transportiert.
In den letzten Jahren wurde im Zusammenhang mit der Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials über ein Ereignis berichtet, bei dem, nachdem das zerkleinerte Polysiliziummaterial in den Verpackungsbeutel gepackt und verpackt wurde, ein Kontaminationsgas durch die Harzfolie auf Polyethylenbasis eindringt und das zerkleinerte Polysiliziummaterial verunreinigt, und es wurde eine Maßnahme zur Behebung eines solchen Ereignisses vorgeschlagen. Beispiele für solche Kontaminationsgase sind in der Umgebungsluft enthaltener Wasserdampf, flüchtige organische Stoffe (z. B. DEP, DBP und dergleichen, bei denen es sich um organische Komponenten aus der Umwelt handelt) und metallhaltige Dämpfe.
So wurde beispielsweise eine Maßnahme zur Verhinderung der Kontamination von Polysilizium getroffen, indem eine Anordnung verwendet wurde, bei der: das zerkleinerte Polysiliziummaterial in einem Doppelbeutel verpackt wird, der aus einem Innenbeutel aus einem Harz auf Polyethylenbasis und einem Außenbeutel besteht; und der Verpackungsbeutel, der den Außenbeutel bildet, mit Gasbarriereeigenschaften versehen ist (siehe Patentliteratur 1).
Alle herkömmlich vorgeschlagenen Maßnahmen zur Verhinderung der Kontamination bestehen darin, einem Außenbeutel, wie oben beschrieben, Gasbarriereeigenschaften zu verleihen. Im Gegensatz dazu besteht der Verpackungsbeutel, der einen Innenbeutel bildet, der direkt mit dem zerkleinerten Polysiliziummaterial in Berührung kommt, bei den bestehenden Verfahren nur aus einer Schicht aus einer additivfreien Harzfolie auf Polyethylenbasis, um eine Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials zu verhindern.
Die betreffenden Erfinder haben jedoch Folgendes festgestellt: Die Kontamination beginnt durch das Eindringen des Kontaminationsgases in den Verpackungsbeutel unmittelbar nach dem Verpacken des zerkleinerten Polysiliziummaterials in den Verpackungsbeutel. Eine solche herkömmliche Maßnahme, den Außenbeutel mit Gasbarriereeigenschaften zu versehen, kann die Kontamination durch das Eindringen des Kontaminationsgases sogar während des Zeitraums nach dem Verpacken des Polysiliziums in den Verpackungsbeutel bis zum Einsetzen des Verpackungsbeutels in den Außenbeutel verursachen. Daher wurde gefunden, dass die Gasbarriereeigenschaften des Außenbeutels eine solche Kontamination nicht ausreichend verhindern können.
Wenn das zerkleinerte Polysiliziummaterial ferner zum Ziehen von Einkristallen geladen wird, wird das zerkleinerte Polysiliziummaterial in der Regel in einem Zustand in einen Reinraum gebracht, in dem der Außenbeutel entfernt wurde. Ein solcher Zustand ist insofern problematisch, als der Innenbeutel keine Gasbarriereeigenschaften aufweist und das zerkleinerte Polysiliziummaterial vor dem Ziehen der Einkristalle verunreinigt wird.
Referenzliste
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Tokukai Nr. 2010-195425
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, einen Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial vorzusehen, der es ermöglicht, beim Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials eine Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials durch die Umgebungsluft während eines Zeitraums unmittelbar nach dem Verpacken bis zur Verwendung des zerkleinerten Polysiliziummaterials besser zu verhindern.
Lösung des Problems
Die betreffenden Erfinder haben wiederholt eine sorgfältige Studie durchgeführt, um das vorgenannte Aufgabe zu lösen. Es ist allgemein bekannt, dass der Verpackungsbeutel zum direkten Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials nur aus einer Schicht aus einer additivfreien Harzfolie auf Polyethylenbasis besteht, um eine Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials zu verhindern. Die betreffenden Erfinder haben sich jedoch über dieses allgemeine Wissen hinweggesetzt und die Bildung eines Verpackungsbeutels aus einem Laminat gefunden, das eine spezifische Schichtstruktur aufweist, die als innerste Schicht eine Schicht aus einem additivfreien Harz auf Polyethylenbasis enthält. Darüber hinaus haben die Erfinder Folgendes gefunden: Ein solcher Verpackungsbeutel ermöglicht es, während eines Zeitraums unmittelbar nach dem Verpacken des zerkleinerten Polysiliziummaterials in den Verpackungsbeutel bis unmittelbar vor der Verwendung des zerkleinerten Polysiliziummaterials eine Kontamination aufgrund des Eindringens eines Kontaminationsgases durch den Kontakt mit der Umgebungsluft wirksam zu verhindern. Infolgedessen haben die vorliegenden Erfinder die vorliegende Erfindung realisiert.
Das heißt, der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysilizium gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verpackungsbeutel zum direkten Verpacken von zerkleinertem Polysilizium, wobei der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysilizium eine mehrschichtige Folie enthält, in der eine additivfreie Harzschicht auf Polyethylenbasis in einer innersten Schicht angeordnet ist, und auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis mindestens eine Gasbarriereschicht und eine Verstärkungsmaterialschicht gestapelt sind.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine additivfreie Harzschicht auf Polyethylenbasis in einer innersten Schicht und ermöglicht so die Verhinderung einer Kontamination durch den Kontakt zwischen dem verpackten zerkleinerten Polysiliziummaterial und dem Verpackungsbeutel. Darüber hinaus enthält der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial eine Gasbarriereschicht und ermöglicht es somit, während eines Zeitraums unmittelbar nach dem Verpacken des zerkleinerten Polysiliziummaterials in den Verpackungsbeutel bis unmittelbar vor der Verwendung des zerkleinerten Polysiliziummaterials eine Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials aufgrund des Eindringens eines Kontaminationsgases, das durch den Kontakt mit der Umgebungsluft verursacht wird, wirksam zu verhindern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die schematisch einen Querschnitt eines repräsentativen Aspekts eines Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt einen Zustand eines Querschnitts eines repräsentativen Aspekts eines Verpackungsbeutels 1 zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf 1 ist der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 der Verpackungsbeutel zum direkten Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials. Der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 enthält eine mehrschichtige Folie, in der eine additivfreie Harzschicht auf Polyethylenbasis (2) in einer innersten Schicht angeordnet ist, und auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis (2) sind mindestens eine Gasbarriereschicht (3) und eine Verstärkungsmaterialschicht (4) gestapelt. Das zerkleinerte Polysiliziummaterial wird durch mechanisches Zerkleinern eines Polysiliziumstabes gewonnen, der z. B. nach dem Siemens-Verfahren hergestellt wurde.
Das additivfreie Harz auf Polyethylenbasis, aus dem die additivfreie Harzschicht 2 besteht, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, ist das Harz auf Polyethylenbasis, dem kein Additiv zugesetzt wird, das das zerkleinerte Polysiliziummaterial verunreinigt. Als additivfreies Harz auf Polyethylenbasis wird ohne besondere Einschränkung ein bekanntes additivfreies Harz auf Polyethylenbasis verwendet, das üblicherweise für die Verpackung eines zerkleinerten Polysiliziummaterials verwendet wurde. Beispiele für ein solches Harz auf Polyethylenbasis sind Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) und LLDPE, in dem ein Katalysator wie Metallocen verwendet wird (im Folgenden auch als Metallocen-LLDPE bezeichnet). Unter den oben genannten Beispielen sind LLDPE oder Metallocen-LLDPE geeignet, da sie eine ausgezeichnete Durchstoßfestigkeit aufweisen, wenn Schichten gebildet werden.
Die additivfreie Harzschicht 2 auf Polyethylenbasis muss in einer innersten Schicht angeordnet werden, um eine Kontamination durch den Kontakt zwischen einer inneren Oberfläche einer Verpackung und dem verpackten zerkleinerten Polysiliziummaterial zu verhindern.
Es ist erwünscht, dass der Grad der Metallkontamination an der Oberfläche der additivfreien Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 so gering wie möglich ist. Es ist bevorzugt, dass die Metallkonzentrationen an der Oberfläche, die durch Extraktion von Metallen unter Verwendung von Flusssäure analysiert wurden, Folgende sind: nicht mehr als 15 pg/cm² für Fe, nicht mehr als 5 pg/cm² für Cr, nicht mehr als 5 pg/cm² für Ni, nicht mehr als 5 pg/cm² für Cu, nicht mehr als 10 pg/cm² für Zn, nicht mehr als 50 pg/cm² für Al und nicht mehr als 20 pg/cm² für Ca.
Die additivfreie Harzschicht 2 auf Polyethylenbasis weist eine nicht besonders begrenzte Dicke auf, die jedoch im Hinblick auf z. B. den Verschleiß durch den Kontakt mit dem zerkleinerten Polysiliziummaterial vorzugsweise nicht weniger als 20 µm, insbesondere nicht weniger als 30 µm beträgt. Darüber hinaus hat die Dicke der additivfreien Harzschicht 2 auf Polyethylenbasis eine Obergrenze von vorzugsweise nicht mehr als 200 µm, insbesondere nicht mehr als 100 µm im Hinblick auf die Verringerung der Flexibilität aufgrund der Laminierung mit einer anderen Schicht.
Die Gasbarriereschicht 3, die den Verpackungsbeutel 1 für zerkleinertes Polysiliziummaterial gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, ist in einer Schicht außerhalb der additivfreien Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 angeordnet. Die Gasbarriereschicht 3 verhindert, dass das Kontaminationsgas, das durch den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 eindringt, in den Beutel gelangt, und hat den Effekt, dass eine Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials unmittelbar nach dem Verpacken verhindert wird. Außerdem verhindert die Gasbarriereschicht 3, dass Wasserdampf, der durch den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 eindringt, in den Beutel gelangt. Je geringer die Wasserdampfdurchlässigkeit ist, desto geringer ist in der Regel auch die Durchlässigkeit für organische Stoffe. Somit wird bei einer geringeren Wasserdampfdurchlässigkeit ein größerer Effekt zur Verhinderung der Kontamination des zerkleinerten Polysiliziummaterials ausgeübt.
Als Material für die Gasbarriereschicht 3 wird ohne besondere Einschränkung ein bekanntes Material verwendet, das das oben beschriebene Eindringen von Kontaminationsgasen hervorragend verhindern kann. Beispiele für ein solches Material sind anorganische Stoffe wie Siliziumoxid und metallisches Aluminium und ein Harz wie Polyvinylalkohol. In der Regel bildet das anorganische Material eine Gasbarriereschicht in Form einer aufgedampften Folie, und das Harz bildet eine Gasbarriereschicht in Form einer Laminatfolie.
Unter den oben genannten Materialien der Gasbarriereschicht 3 ist die Verwendung von Siliziumoxid als anorganisches Material besonders bevorzugt, um eine Metallkontamination des verpackten zerkleinerten Polysiliziummaterials zu verhindern. Das heißt, die Gasbarriereschicht 3 ist besonders bevorzugt eine aufgedampfte Schicht aus Siliziumoxid.
Die optimale Dicke der Gasbarriereschicht 3 wird unter Berücksichtigung des Materials der Gasbarriereschicht 3 bestimmt. Insbesondere kann in der mehrschichtigen Folie, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 bildet, die Dicke der Gasbarriereschicht 3 so bestimmt werden, dass die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate der Gasbarriereschicht 3 nicht mehr als 1,2 g/m² Tag, vorzugsweise nicht mehr als 0,7 g/m² Tag, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,5 g/m² Tag betragen kann. Um die obige Leistung zu erreichen, beträgt die Dicke der Gasbarriereschicht 3 im Fall des aufgedampften Films aus anorganischem Material nicht weniger als 30 nm, vorzugsweise nicht weniger als 50 nm, und im Fall des Harzes beträgt die Dicke der Gasbarriereschicht 3 nicht weniger als 0,01 µm, vorzugsweise nicht weniger als 0,1 µm.
Wenn die Gasbarriereschicht 3 zu dick ist, verringert sich außerdem die Flexibilität des Verpackungsbeutels zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1. Daher beträgt die Dicke der Gasbarriereschicht 3 im Falle der aufgedampften Schicht aus anorganischem Material vorzugsweise nicht mehr als 150 nm und im Falle des Harzes vorzugsweise nicht mehr als 50 µm.
Die Verstärkungsmaterialschicht 4, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, ist in einer Schicht außerhalb der additivfreien Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 angeordnet. Die Verstärkungsmaterialschicht 4 soll verhindern, dass die Gasbarriereschicht aufgrund der Dehnung des Verpackungsbeutels zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1, die durch das Verpacken des zerkleinerten Polysiliziummaterials verursacht wird, bricht. Die Verstärkungsmaterialschicht 4 ermöglicht es, eine stabile Leistung zur Verhinderung einer Kontamination des Verpackungsbeutels zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 vorzusehen.
Die Verstärkungsmaterialschicht 4 kann aus einem beliebigen Material bestehen und eine beliebige Struktur aufweisen, vorausgesetzt, dass die Verstärkungsmaterialschicht 4 eine ausreichende Spannung vorsehen kann, damit sich die mehrschichtige Folie, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 bildet, beispielsweise während des Verpackens des zerkleinerten Polysiliziummaterials kaum dehnt. Insbesondere wird eine bekannte Verstärkungsfolie verwendet, die der mehrschichtigen Folie, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 bildet, eine Durchstoßfestigkeit von nicht weniger als 10 N, vorzugsweise nicht weniger als 12 N, gemessen in Übereinstimmung mit JIS-Z1707, verleihen kann, ohne besondere Einschränkung. Die Durchstoßfestigkeit der mehrschichtigen Folie, die in den oben genannten Bereich fällt, ermöglicht es, eine Kontamination durch den Kontakt des Polysiliziums mit der Umgebungsluft zu verhindern, die entsteht, wenn der Verpackungsbeutel durch eine scharfe Ecke des zerkleinerten Polysiliziummaterials in dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 während des Transports des Verpackungsbeutels 1 zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial durchstoßen wird.
Es ist auch möglich, die additivfreie Harzschicht 2 auf Polyethylenbasis so zu verdicken, dass sie die Funktion eines Verstärkungsmaterials übernimmt und der Verpackungsbeutel dementsprechend mit den oben genannten Eigenschaften versehen wird. Dies kann jedoch die Flexibilität des Verpackungsbeutels verringern.
Spezifische Beispiele für die Verstärkungsmaterialschicht 4 umfassen eine Konfiguration aus beispielsweise einer Folie oder einer perforierten Folie, die jeweils aus einem Material wie etwa: Polyethylenterephthalat (PET) und einem Harz auf Polyamidbasis, wie Nylon, mit einem aliphatischen Gerüst oder einem Vliesstoff aus dem oben genannten Material bestehen. Um die Durchstoßfestigkeit der mehrschichtigen Folie, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 bildet, zu verbessern, enthält die Verstärkungsmaterialschicht 4 vorzugsweise ein Harz auf Polyamidbasis mit einem aliphatischen Gerüst, und noch bevorzugter enthält sie PET und das Harz auf Polyamidbasis mit einem aliphatischen Gerüst.
Beispiele für das Harz auf Polyamidbasis mit einem aliphatischen Gerüst sind beispielsweise ein Kondensationspolymer wie Nylon 6, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 46, Nylon 66, Nylon 69, Nylon 610 und Nylon 612 oder ein Copolymer aus zwei oder mehreren dieser Stoffe. Unter diesen ist das Nylon 6 und/oder das Nylon 66 bevorzugt.
Um die Durchstoßfestigkeit der mehrschichtigen Folie zu verbessern, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 bildet, beträgt die Menge eines Harzes auf Polyamidbasis, das ein aliphatisches Gerüst aufweist und in der Verstärkungsmaterialschicht 4 enthalten ist, bezogen auf 100 Masse-% der Materialien, aus denen die Verstärkungsmaterialschicht 4 besteht, vorzugsweise nicht weniger als 50 Masse-% und noch bevorzugter nicht weniger als 60 Masse-%. Ferner beträgt die Menge des Harzes auf Polyamidbasis mit einem aliphatischen Gerüst vorzugsweise nicht mehr als 90 Masse-% und noch bevorzugter nicht mehr als 80 Masse-% im Hinblick auf die Abnahme der Flexibilität.
In dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in einem Fall, in dem eine Trägermaterialschicht erforderlich ist, um die Gasbarriereschicht zu bilden, wie in dem Fall, in dem die Gasbarriereschicht durch Aufdampfen gebildet wird, die Verstärkungsmaterialschicht 4 auch als Trägermaterialschicht verwendet werden.
Außerdem hat die Dicke der Verstärkungsmaterialschicht 4 eine untere Grenze von vorzugsweise nicht weniger als 10 µm und noch bevorzugter nicht weniger als 20 µm im Hinblick auf die Durchstoßfestigkeit. Die Dicke der Verstärkungsmaterialschicht 4 hat eine Obergrenze von vorzugsweise nicht mehr als 50 µm und besonders bevorzugt nicht mehr als 40 µm im Hinblick auf die Flexibilität.
Bei dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es im Hinblick auf die Handhabbarkeit des Verpackungsbeutels und die leichte Verschweißbarkeit einer Öffnung bevorzugt, dass die mehrschichtige Folie eine Gesamtdicke von nicht mehr als 300 µm, vorzugsweise nicht mehr als 200 µm aufweist.
In der mehrschichtigen Folie des Verpackungsbeutels zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die anderen Schichten in beliebiger Reihenfolge gestapelt werden, vorausgesetzt, dass die Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 eine innerste Schicht ist. Zum Beispiel können die Gasbarriereschicht 3 und die Verstärkungsmaterialschicht 4 in dieser Reihenfolge auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 gestapelt werden, wie in 1 dargestellt, oder die Verstärkungsmaterialschicht 4 und die Gasbarriereschicht 3 können in dieser Reihenfolge auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 gestapelt werden. Unter diesen ist ein Aspekt, bei dem die Gasbarriereschicht 3 eine Zwischenschicht ist und eine Schicht außerhalb der Gasbarriereschicht 3 eine Verstärkungsmaterialschicht ist (d.h. die Verstärkungsmaterialschicht 4 ist in einer äußersten Schicht angeordnet), bevorzugt, da ein solcher Aspekt ein Reißen der Gasbarriereschicht wirksam verhindern kann.
Insbesondere ist ein Aspekt bevorzugt, bei dem auf einer innersten Harzschicht auf Polyethylenbasis eine Verstärkungsmaterialschicht, eine Gasbarriereschicht und eine Verstärkungsschicht in dieser Reihenfolge gestapelt sind, da ein solcher Aspekt die Festigkeit des Verpackungsbeutels und den Effekt zur Verhinderung des Reißens der Gasbarriereschicht weiter verbessern kann.
Ferner ist es möglich, eine weitere Schicht aus einem funktionellen Material zu stapeln, die keine Auswirkungen auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat. Darüber hinaus wird ein Aspekt der Verbindung zwischen den jeweiligen Schichten zur Bildung der mehrschichtigen Folie in Abhängigkeit von den Materialien der Schichten festgelegt. Beispiele für eine solche Verbindung sind Schmelzen und Kleben.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Form des Verpackungsbeutels zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 eine bekannte Form ohne besondere Einschränkung verwendet. Zum Beispiel wird in der Regel ein flacher Beutel, wie in 1 dargestellt, oder ein Seitenfaltenbeutel verwendet.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Polysiliziumverpackung, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 enthält, in den das zerkleinerte Polysiliziummaterial verpackt wurde.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das zerkleinerte Polysiliziummaterial, das in den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 verpackt werden soll, eine bekannte Größe, die nicht besonders begrenzt ist. Der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 eignet sich für ein zerkleinertes Polysiliziummaterial mit einem durchschnittlichen Längsdurchmesser (durchschnittliche maximale Stücklänge) von 5 mm bis 150 mm, insbesondere 30 mm bis 110 mm.
Die Größe des Verpackungsbeutels zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 ist ferner in der Regel für die Verpackung von Polysilizium mit einem Gewicht von 5 kg oder 10 kg geeignet.
Der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann so versandt werden, wie er ist, nachdem das zerkleinerte Polysiliziummaterial verpackt wurde. Alternativ kann der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial 1 als Innenbeutel verwendet und von einem Außenbeutel umschlossen werden. Das heißt, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Doppelverpackungs-Polysiliziumverpackung, die eine in einem Außenbeutel eingeschlossene Polysiliziumverpackung umfasst. Als ein solcher Außenbeutel kann ein Beutel aus einem bekannten Material und mit einer bekannten Form verwendet werden. In der Regel wird als Außenbeutel ein Flachbeutel oder Seitenfaltenbeutel aus einer Harzfolie auf Polyethylenbasis verwendet.
Aspekte der vorliegenden Erfindung können auch wie folgt ausgedrückt werden:

Ein Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verpackungsbeutel zum direkten Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial, wobei der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial eine mehrschichtige Folie enthält, in der eine additivfreie Harzschicht auf Polyethylenbasis in einer innersten Schicht angeordnet ist, und auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis mindestens eine Gasbarriereschicht und eine Verstärkungsmaterialschicht gestapelt sind.

In dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial kann die Gasbarriereschicht eine aufgedampfte Siliziumoxidschicht sein.
In dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysilizium kann die Verstärkungsmaterialschicht eine Harzschicht sein, die das Harz auf Polyamidbasis mit einem aliphatischen Gerüst enthält.
In dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial kann die Verstärkungsmaterialschicht in einer äußersten Schicht der mehrschichtigen Folie angeordnet sein.
In dem Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial kann die mehrschichtige Folie eine Durchstoßfestigkeit von mindestens 10 N aufweisen, gemessen nach JIS-Z1707.
Eine Polysiliziumverpackung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial, in den das zerkleinerte Polysiliziummaterial verpackt wurde.
In der Polysiliziumverpackung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das eingefüllte zerkleinerte Polysiliziummaterial eine durchschnittliche maximale Stücklänge von 5 mm bis 150 mm aufweisen.
Eine Polysilizium-Doppelverpackung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Polysiliziumverpackung, die in einem Außenbeutel aus einer Harzfolie auf Polyethylenbasis eingeschlossen ist.
Beispiele
Im Folgenden werden Beispiele gezeigt, um eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher zu beschreiben, wobei eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf Beispiele beschränkt ist.
Beachten Sie, dass in den Beispielen die Messungen nach den folgenden Verfahren durchgeführt wurden.

(1) Verfahren zur Messung der Kontaminationskonzentration an der Oberfläche von zerkleinertem Polysiliziummaterial.

In ein sauberes Becherglas aus Polytetrafluorethylen mit einem Fassungsvermögen von 500 ml wurden 40 g zerkleinerte Polysiliziumstückchen überführt. Dann wurden 100 ml einer Lösung (50 Masse-% HF: 10 ml und 70 Masse-% Salpetersäure: 90 ml) hinzugefügt und die Extraktion wurde 15 Minuten lang bei 25 °C durchgeführt. Der flüssige Inhalt des Becherglases aus Polytetrafluorethylen und das Reinigungswasser, das durch die Reinigung der Oberflächen der zerkleinerten Polysiliziumstückchen mit 100 ml Reinstwasser gewonnen wurde, wurden in ein sauberes Becherglas aus Polytetrafluorethylen überführt und als Extraktionslösung von den Oberflächen (Oberflächenextraktionslösung) der zerkleinerten Polysiliziumstückchen betrachtet. Die Oberflächenextraktionslösung der zerkleinerten Polysiliziumstückchen wurde bis zur Trockene eingedampft, und der eingedampften Oberflächenextraktionslösung wurde eine wässrige Salpetersäurelösung (3,5 Masse-%) hinzugefügt, so dass ein Volumen von 20,0 ml eingestellt wurde. Anschließend wurde eine ICP-MS-Messung durchgeführt, um die jeweilige Metallkonzentration an den Oberflächen als Konzentrationswert pro Gesamtgewicht der zerkleinerten Polysiliziumstückchen zu berechnen.
[Beispiel 1]
Eine verwendete mehrschichtige Folie wurde durch Aufeinanderschichten in folgender Reihenfolge erhalten: (i) einer additivfreien Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 mit einer Dicke von 30 µm, (ii) einer Polyethylenterephthalatfolie, auf der eine aufgedampfte Schicht aus Siliziumoxid mit einer Dicke von 0,05 µm als Gasbarriereschicht 3 gebildet wurde (eine Gesamtdicke von 12 µm; eine Folie, bei der eine Gasbarriereschicht auf einer Außenseite angeordnet war und die Polyethylenterephthalatfolie als Teil einer Verstärkungsmaterialschicht diente), und (iii) einer Verstärkungsmaterialschicht 4, die aus Polyethylenterephthalat hergestellt war und eine Dicke von 20 µm hatte. Die mehrschichtige Folie wurde so verschweißt, dass die additivfreie Harzschicht auf Polyethylenbasis 2 die innerste Schicht war. Als Ergebnis wurde ein Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial in Form eines flachen Beutels mit einer Größe von 30 cm × 60 cm erhalten. Es ist zu beachten, dass die mehrschichtige Folie, aus der der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial besteht, eine Durchstoßfestigkeit von 25 N und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 0,4 g/m² Tag hatte. Darüber hinaus betrugen die Metallkonzentrationen, die durch Extraktion unter Verwendung von Flusssäure analysiert wurden, jeweils eine Konzentration an der inneren Oberfläche des Verpackungsbeutels für zerkleinertes Polysiliziummaterial: 5 pg/cm² für Fe; 1 pg/cm² für Cr; 1 pg/cm² für Ni; 1 pg/cm² für Cu; 5 pg/cm² für Zn; 25 pg/cm² für Al; und 10 pg/cm² für Ca.
Über einen Trichter wurden 5 kg des zerkleinerten Polysiliziummaterials mit einer durchschnittlichen Hauptachse von 45 mm, das einem Ätzprozess unterzogen worden war, in einem Reinraum der Reinheitsklasse 4 in den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial verpackt. Nach dem Verpacken wurde eine Öffnung sofort heiß versiegelt, um sie hermetisch zu verschließen, so dass eine Polysiliziumverpackung erhalten wurde. Die Anzahl der hergestellten Polysiliziumverpackungen betrug 50. Die Polysiliziumverpackungen wurden 5 Stunden lang im Reinraum und 12 Stunden lang außerhalb des Reinraums gelagert. Dann wurden, unmittelbar nachdem die Polysiliziumverpackungen in den Reinraum gebracht worden waren, die Polysiliziumverpackungen geöffnet. Aus jeder der Polysiliziumverpackungen wurden nach dem Zufallsprinzip 5 Stückchen des zerkleinerten Polysiliziummaterials entnommen. Die Kontaminationskonzentrationen an den Oberflächen des entnommenen zerkleinerten Polysiliziummaterials wurden dann gemessen. Das Ergebnis waren durchschnittliche Konzentrationen von verunreinigten Elementen von: 10 pptw für Fe; 1 pptw für Cr; 1 pptw für Ni; 1 pptw für Cu; 5 pptw für Zn; 5 pptw für Al; und 10 pptw für Ca. Ferner wurde als Ergebnis der gaschromatographischen Messung der organischen Komponenten aus der Umwelt weder ein DEP- noch ein DBP-Peak nachgewiesen.
Es ist zu beachten, dass in den Beispielen und Vergleichsbeispielen die quantitative Bestimmung der organischen Komponenten, die aus der Umwelt stammen, durch Berechnung des Peakflächenverhältnisses unter Verwendung von 100 ng Standardproben von DEP, DBP und DOP durchgeführt wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Mit der Ausnahme, dass die Gasbarriereschicht nicht vorgesehen war und dementsprechend in der Dicke der mehrschichtigen Folie die Dicke der additivfreien Harzschicht auf Polyethylenbasis auf 50 µm festgelegt wurde, wie in Beispiel 1, wurde das zerkleinerte Polysiliziummaterial in einen Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial verpackt und Polysiliziumverpackungen wurden hergestellt. Die mehrschichtige Folie, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial bildet, hatte eine Durchstoßfestigkeit von 14 N und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 1,3 g/m² Tag.
Die so entstandenen Polysiliziumverpackungen wurden 5 Stunden lang im Reinraum und 12 Stunden lang außerhalb des Reinraums stehen gelassen Die Polysiliziumverpackungen wurden dann in den Reinraum gebracht und unmittelbar danach geöffnet. Aus jeder der Polysiliziumverpackungen wurden nach dem Zufallsprinzip 5 Stückchen des zerkleinerten Polysiliziummaterials entnommen. Die Kontaminationskonzentrationen an den Oberflächen des entnommenen zerkleinerten Polysiliziummaterials wurden dann gemessen. Das Ergebnis waren durchschnittliche Konzentrationen von verunreinigten Elementen von: 20 pptw für Fe; 5 pptw für Cr; 5 pptw für Ni; 1 pptw für Cu; 10 pptw für Zn; 10 pptw für Al; und 50 pptw für Ca. Ferner wurden als Ergebnis der Messung organischer Komponenten aus der Umwelt, wie in den Beispielen, Peaks von DEP und DBP nachgewiesen. Als Ergebnis der quantitativen Bestimmung lag DEP bei 60 pptw und DBP bei 100 pptw.
[Beispiel 2]
Mit der Ausnahme, dass die Verstärkungsmaterialschicht 4 in eine Verstärkungsmaterialschicht 4 aus Polyethylenterephthalat und Nylon 6 mit einer Dicke von 20 µm geändert wurde, wie in Beispiel 1, wurde ein zerkleinertes Polysiliziummaterial verpackt, und es wurden Polysiliziumverpackungen hergestellt. In der Verstärkungsmaterialschicht 4 betrug das Massenverhältnis (Polyethylenterephthalat: Nylon) des Polyethylenterephthalats und des Nylons 1:1,5. Die mehrschichtige Folie, aus der der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial besteht, hatte eine Durchstoßfestigkeit von 30 N und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 0,4 g/m² Tag.
Die so entstandenen Polysiliziumverpackungen wurden 5 Stunden lang im Reinraum und 12 Stunden lang außerhalb des Reinraums stehen gelassen Die Polysiliziumverpackungen wurden dann in den Reinraum gebracht und unmittelbar danach geöffnet. Aus jeder der Polysiliziumverpackungen wurden nach dem Zufallsprinzip 5 Stückchen des zerkleinerten Polysiliziummaterials entnommen. Die Kontaminationskonzentrationen an den Oberflächen des entnommenen zerkleinerten Polysiliziummaterials wurden dann gemessen. Das Ergebnis waren durchschnittliche Konzentrationen von Kontaminationselementen von: 12 pptw für Fe; 2 pptw für Cr; 1 pptw für Ni; 0 pptw für Cu; 4 pptw für Zn; 5 pptw für Al; und 15 pptw für Ca. Ferner wurde als Ergebnis der gaschromatographischen Messung der organischen Komponenten aus der Umwelt weder ein DEP- noch ein DBP-Peak nachgewiesen.
[Beispiel 3]
Ein zerkleinertes Polysiliziummaterial wurde wie in Beispiel 1 verpackt, und dann wurden Doppelverpackungen aus Polysilizium unter Verwendung von Außenbeuteln aus Polyethylen hergestellt. Die mehrschichtige Folie, aus der der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial besteht, hatte eine Durchstoßfestigkeit von 20 N und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 0,4 g/m² Tag.
Die so entstandenen Polysilizium-Doppelverpackungen wurden 5 Stunden lang im Reinraum und 12 Stunden lang außerhalb des Reinraums stehen gelassen. Dann wurden die Außenbeutel geöffnet und nur die Polysiliziumverpackungen in den Reinraum gebracht. Unmittelbar danach wurden die Polysiliziumverpackungen geöffnet. Aus jeder der Polysiliziumverpackungen wurden nach dem Zufallsprinzip 5 Stückchen des zerkleinerten Polysiliziummaterials entnommen. Die Kontaminationskonzentrationen an den Oberflächen des entnommenen zerkleinerten Polysiliziummaterials wurden dann gemessen. Das Ergebnis waren durchschnittliche Konzentrationen von verunreinigten Elementen von: 20 pptw für Fe; 5 pptw für Cr; 5 pptw für Ni; 1 pptw für Cu; 10 pptw für Zn; 10 pptw für Al; und 50 pptw für Ca. Ferner wurden als Ergebnis der Messung organischer Komponenten aus der Umwelt, wie in den Beispielen, Peaks von DEP und DBP nachgewiesen. Als Ergebnis der quantitativen Bestimmung lag DEP bei 60 pptw und DBP bei 100 pptw.
Es ist zu beachten, dass in den Beispielen und Vergleichsbeispielen die quantitative Bestimmung der organischen Komponenten, die aus der Umwelt stammen, durch Berechnung des Peakflächenverhältnisses unter Verwendung von 100 ng Standardproben von DEP, DBP und DOP durchgeführt wurde.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein zerkleinertes Polysiliziummaterial wurde wie in Beispiel 1 verpackt, mit der Ausnahme, dass die Gasbarriereschicht nicht angeordnet wurde und dementsprechend die Dicke der additivfreien Harzschicht auf Polyethylenbasis in der Dicke der Mehrschichtfolie 50 µm betrug. Anschließend wurden Doppelverpackungen aus Polysilizium unter Verwendung von Außenbeuteln hergestellt, die dieselbe Gasbarriereschicht wie in Beispiel 1 enthalten. Die mehrschichtige Folie, aus der der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial besteht, hatte eine Durchstoßfestigkeit von 20 N und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 0,4 g/m² Tag.
Die so entstandenen Polysilizium-Doppelverpackungen wurden 5 Stunden lang im Reinraum und 12 Stunden lang außerhalb des Reinraums stehen gelassen. Dann wurden die Außenbeutel geöffnet und nur die Polysiliziumverpackungen in den Reinraum gebracht. Unmittelbar danach wurden die Polysiliziumverpackungen geöffnet. Aus jeder der Polysiliziumverpackungen wurden nach dem Zufallsprinzip 5 Stückchen des zerkleinerten Polysiliziummaterials entnommen. Die Kontaminationskonzentrationen an den Oberflächen des entnommenen zerkleinerten Polysiliziummaterials wurden dann gemessen. Das Ergebnis waren durchschnittliche Konzentrationen von verunreinigten Elementen von: 20 pptw für Fe; 5 pptw für Cr; 5 pptw für Ni; 1 pptw für Cu; 10 pptw für Zn; 10 pptw für Al; und 50 pptw für Ca. Ferner wurden als Ergebnis der Messung organischer Komponenten aus der Umwelt, wie in den Beispielen, Peaks von DEP und DBP nachgewiesen. Als Ergebnis der quantitativen Bestimmung lag DEP bei 50 pptw und DBP bei 50 pptw.
In keiner der Polysiliziumverpackungen der Beispiele 1 bis 3 und des Vergleichsbeispiels 1 wurde Caprolactam an den Oberflächen des zerkleinerten Polysiliziummaterials nachgewiesen. Die Messung des Caprolactams erfolgte mit Hilfe der Gaschromatographie.

Tabelle 1 zeigt die Bewertungsergebnisse der Polysiliziumverpackungen der Beispiele 1 und 2 sowie des Vergleichsbeispiels 1.
[Tabelle 1]

		Beispiel 1	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 1
Mehrschichtige Folie	Harzschicht auf Polyethylenbasis 2	Additivfreies PE 30 µm	Additivfreies PE 30 µm	Additivfreies PE 50 µm
	Gasbarriereschicht 3	Silicon oxide vapordeposited film	Silicon oxide vapordeposited film	Nicht vorhanden
	Verstärkungsmaterialschicht 4	PET	PET & Nylon	PET
Durchstoßfestigkeit (N)		25	30	14
Wasserdampfdurchlässigkeit (g/m2 × Tag)		0,4	0,4	1,3
Metallkonzentration auf der Oberfläche des zerkleinerten Polysiliziummaterials (pptw)	Fe	10	12	20
	Cr	1	2	5
	Ni	1	1	5
	Cu	1	0	1
	Zn	5	4	10
	AI	5	5	10
	Ca	10	15	50
Konzentration auf der Oberfläche des zerkleinerten Polysiliziummaterials (pptw)	DEP DBP	Ohne Nachweis	Ohne Nachweis	DEP: 60 DBP: 100
	Caprolactam	Ohne Nachweis	Ohne Nachweis	Ohne Nachweis

Liste der Bezugszeichen

1: Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial
2: Harzschicht auf Polyethylenbasis
3: Gasbarriereschicht
4: Verstärkungsmaterialschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010195425 [0010]

Claims

Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial, der ein Verpackungsbeutel zum direkten Verpacken eines zerkleinerten Polysiliziummaterials ist, wobei der Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial umfasst: - eine mehrschichtige Folie, in der eine additivfreie Harzschicht auf Polyethylenbasis in einer innersten Schicht angeordnet ist, und auf der Harzschicht auf Polyethylenbasis mindestens eine Gasbarriereschicht und eine Verstärkungsmaterialschicht gestapelt sind.
Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial nach Anspruch 1, wobei die Gasbarriereschicht eine aufgedampfte Folie aus Siliziumoxid ist.
Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verstärkungsmaterialschicht eine Harzschicht ist, die ein Harz auf Polyamidbasis mit einem aliphatischen Gerüst enthält.
Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verstärkungsmaterialschicht in einer äußersten Schicht der mehrschichtigen Folie angeordnet ist.
Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mehrschichtige Folie eine Durchstoßfestigkeit von nicht weniger als 10 N aufweist, gemessen nach JIS-Z1707.
Polysiliziumverpackung, die den Verpackungsbeutel zum Verpacken von zerkleinertem Polysiliziummaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst, in den das zerkleinerte Polysiliziummaterial verpackt wurde.
Polysiliziumverpackung nach Anspruch 6, wobei das verpackte zerkleinerte Polysiliziummaterial eine durchschnittliche maximale Stücklänge von 5 mm bis 150 mm aufweist.
Polysilizium-Doppelverpackung, die die Polysiliziumverpackung nach Anspruch 6 oder 7 umfasst, die in einem Außenbeutel aus einer Harzfolie auf Polyethylenbasis eingeschlossen ist.