本發(fā)明涉及半導體光刻領域，特別涉及一種用于半導體光刻的光源燈室以及設備機柜。

背景技術：

光刻法(亦稱微光刻法)用于制造半導體器件，光刻法使用不同波段的光波，如紫外、深紫外、或可見光，在硅片上投影產(chǎn)生精細的光刻圖案，進一步通過刻蝕等工藝方法在硅片上形成精細特征圖案，因此，光刻法是半導體器件生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)。光刻法使用的光源除了準直激光器外，還有短弧汞燈，因此汞燈燈室的光學特性參數(shù)對光刻機中的照明分系統(tǒng)的裝配與調(diào)試是十分重要的。在半導體制造領域中，隨著曝光產(chǎn)率和制造效率的提高，常常需要使用達幾千瓦甚至上萬瓦功率的汞燈光源。為了保證曝光光源運行穩(wěn)定，需要對燈室內(nèi)部環(huán)境進行冷卻。目前，業(yè)內(nèi)應用在光刻機等光學設備上的高功率汞燈燈室裝置主要采用風冷或風冷加水冷的冷卻方式。

在小功率光源燈室中主要采用風冷有效散熱，傳統(tǒng)工藝中都是利用風機產(chǎn)生氣流，加以合理的風道設置，達到冷卻目的，該方法一般只用于千瓦以下的光源。

現(xiàn)有技術中揭示了一種汞燈燈室裝置中的冷卻系統(tǒng)，如圖1所示，其燈室裝置冷卻系統(tǒng)包括：第一汞燈1、導流罩2、第一橢球反射鏡3、汞燈固定座4、第一風機5。冷卻風從燈室底部通過導流罩2對燈室及汞燈電極進行冷卻。這種汞燈燈室裝置僅采用風冷，冷卻效果有限，而且有大量冷卻風吹到第一汞燈1燈泡表面，使第一汞燈1運行不穩(wěn)定。

更高功率的燈室會采用風冷加液冷的形式?，F(xiàn)有技術中還揭示了一種適用于更高功率光源的燈室，如圖2所示，其冷卻系統(tǒng)包括：第二風機6和第三風機10、第二汞燈7、第二橢球反射鏡8、第一冷卻水套9。第二橢球反射鏡8與第一冷卻水套9之間留有一定的間隙，冷卻風從該間隙中吹過，風冷液冷共同作用達到散熱目的。第一冷卻水套9由水管焊接到金屬罩殼而成，故換熱面積僅是水管掠過的狹長條，若焊接工藝把握不佳，造成虛焊，將會減小實際換熱面積，且燈室內(nèi)部管路接頭多，漏液風險增加。同時該種方法易將冷風直接吹到燈泡表面，影響光源穩(wěn)定性。

現(xiàn)有技術中還揭示了一種運用風冷加水冷冷卻的燈室裝置，如圖3所示，包括第二汞燈11，第三橢球反射鏡12，出水管接頭13，第二冷卻水套14，入水接頭15，汞燈夾持機構16，以及冷卻風扇17。第二冷卻水套14采用了一種中空結構，冷卻水充斥其間，第二冷卻水套14與第三橢球反射鏡12之間通過導熱膠粘結，故換熱面覆蓋整個第三橢球反射鏡12。第二冷卻水套14頂部均布數(shù)個出水口，底部均布數(shù)個進水口，冷卻水自下而上流動帶走熱量，由于出入水口均布， 故溫度分布較均勻。冷卻風源(亦是燈室冷卻風源)置于第三橢球反射鏡12正下方，當光源為第二汞燈11時，則對汞燈夾持機構16做了擋風設計，有效地控制了吹入汞燈燈泡表面的風量，利于第二汞燈11激發(fā)到高功率工作狀態(tài)。但是該第二冷卻水套14具有內(nèi)外兩層水套壁，質(zhì)量大占用空間大；進口處和出口處管路接頭過多，造成燈室內(nèi)部空間局促；同時管接頭數(shù)量多，也就增大了冷卻水滲漏的風險。

隨著曝光產(chǎn)率和制造效率的提高，需要使用達幾千瓦甚至上萬瓦功率的汞燈光源。隨著光刻精度的不斷提高，光刻機對使用環(huán)境的要求越來越苛刻，光刻機各分系統(tǒng)的散熱量必須要嚴控，燈室作為光刻機發(fā)熱大戶，其對外散熱量的控制顯得尤為重要。

但是，實踐及汞燈生產(chǎn)廠家資料數(shù)據(jù)表明，汞燈兩極需要強迫冷卻到200℃以下，橢球反射鏡表面膜層工作溫度必須控制在150℃以下。這就給高功率光源燈室的冷卻帶來了相當大的挑戰(zhàn)。

此外，在半導體光刻設備工作時，設備溫度的驟冷與驟升都會影響設備的運行，保持設備運行時周圍環(huán)境溫度的恒定成為光刻設備工作環(huán)境設計時必須考慮的因素。

因此有必要發(fā)明一種適用于高功率光源的能夠有效散熱的光源燈室，以及能夠保持光刻設備運行時周圍環(huán)境溫度恒定的設備機柜。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種用于半導體光刻的光源燈室以及使用該光源燈室的設備機柜，利用蒸發(fā)散熱的原理使得光源工作 時能夠有效散熱，并且保持光刻設備機柜內(nèi)溫度的恒定。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種用于半導體光刻的光源燈室，包括主燈室與輔燈室，主燈室外殼為主燈室罩殼，內(nèi)部包括被隔熱罩包裹的汞燈以及位于汞燈上方的冷光鏡，所述汞燈包括燈泡、陽極、陰極以及橢球反射鏡，所述主燈室罩殼在所述冷光鏡反射光路處設置出光口，所述汞燈燈光經(jīng)過所述冷光鏡反射后經(jīng)所述出光口輸出，所述輔燈室外殼為輔燈室罩殼，內(nèi)部包括陽極回液箱、陰極回液箱、第一冷凝器、第二冷凝器，所述陽極浸入在陽極蒸發(fā)鍋的冷凝液中，所述陽極蒸發(fā)鍋與所述第一冷凝器、陽極回液箱形成陽極閉環(huán)管道回路，所述陰極浸入在陰極蒸發(fā)鍋的冷凝液中，所述陰極蒸發(fā)鍋與所述第二冷凝器、陰極回液箱形成陰極閉環(huán)管道回路，所述陽極閉環(huán)管道回路和所述陰極閉環(huán)管道回路為共同存在或者只存在所述陽極閉環(huán)管道回路或者只存在所述陰極閉環(huán)管道回路，所述陽極蒸發(fā)鍋和/或陰極蒸發(fā)鍋中的冷凝液吸收所述汞燈的熱量蒸發(fā)為氣體并被分別排至第一冷凝器和/或第二冷凝器中，直至冷凝為液體后被重新排入所述陽極蒸發(fā)鍋和/或陰極蒸發(fā)鍋中冷卻所述汞燈。

作為優(yōu)選，所述隔熱罩的內(nèi)壁面涂有黑色耐熱漆，所述隔熱罩罩體內(nèi)設置內(nèi)腔，腔內(nèi)填充有冷凝液，在冷凝液液面上方設置管道與所述第一冷凝器連接，在液面下方設置管道與所述陽極蒸發(fā)鍋和陽極回液箱連接。

作為優(yōu)選，所述隔熱罩上設置第一開孔與第二開孔用于氣體流通。

作為優(yōu)選，在所述陰極蒸發(fā)鍋下方的主燈室罩殼上設置第一進風 口，在所述冷光鏡上方的主燈室罩殼上設置第一出風口，在陰極回液箱下方的輔燈室罩殼上設置第二進風口，在第一冷凝器與第二冷凝器上方的輔燈室罩殼上分別設置第二出風口與第三出風口，在所述第一進風口和第二進風口處設置鼓風風扇，在第一出風口、第二出風口與第三出風口處設置抽排風機進行熱抽排。

作為優(yōu)選，所述第一冷凝器位置高于所述陽極蒸發(fā)鍋、所述隔熱罩和所述陽極回液箱，所述第二冷凝器位置高于所述陰極蒸發(fā)鍋、所述隔熱罩和所述陰極回液箱，冷凝液依靠重力能夠回落至所述陽極回液箱與陰極回液箱。

作為優(yōu)選，在所述第一冷凝器與第二冷凝器之間設置補液箱，所述補液箱與第一冷凝器通過第一排氣管管道連接，所述補液箱與所述陽極回液箱通過第一排液管管道連接，所述第一排氣管上設有第一單向閥，所述第一排液管上設有第一閥，所述補液箱與第二冷凝器通過第二排氣管管道連接，與所述陰極回液箱通過第二排液管管道連接，在所述第二排氣管上設置第二單向閥，在所述第二排液管上設置第二閥。

作為優(yōu)選，在所述陽極回液箱內(nèi)設置第一液位報警器，設置陽極回液箱內(nèi)液位的第一標準值與第二標準值，當陽極回液箱內(nèi)的液位低于第一標準值或者高于第二標準值時，所述第一液位報警器報警，在所述陰極回液箱內(nèi)設置第二液位報警器，設置陰極回液箱內(nèi)液位的第三標準值與第四標準值，當陰極回液箱內(nèi)的液位低于第三標準值或者高于第四標準值時，所述第二液位報警器報警。

作為優(yōu)選，其特征在于，所述陽極蒸發(fā)鍋內(nèi)冷凝液的液位線為第一液位線，所述隔熱罩與所述陽極回液箱內(nèi)冷凝液的液位均在所述第一液位線上，所述陰極蒸發(fā)鍋內(nèi)冷凝液的液位線為第二液位線，所述陰極回液箱內(nèi)冷凝液液位在所述第二液位線上。

作為優(yōu)選，所述陽極蒸發(fā)鍋與所述第一冷凝器通過陽極蒸氣管連接，在所述陽極蒸氣管與所述陽極回液箱之間設置陽極均壓管互相連接，所述陽極蒸氣管上設置陽極泄壓閥，在所述陰極蒸氣管與所述陰極回液箱之間設置陰極均壓管互相連接，所述陰極蒸氣管上設置陰極泄壓閥。

作為優(yōu)選，在所述陽極、陰極與冷凝液中分別設置間隙，所述間隙內(nèi)填充有導熱材料。

作為優(yōu)選，所述陽極回液箱通過陽極回液管道與所述陽極蒸發(fā)鍋連接，所述陰極回液箱通過陰極回液管道與所述陰極蒸發(fā)鍋連接。

作為優(yōu)選，冷凝液為純水、氟碳化合物或者氟利昂。

本發(fā)明還提供一種使用上述的光源燈室的半導體光刻設備機柜，包括工件臺與激光干涉儀，在機柜設置第一腔室與第二腔室，在第一腔室上設置第三進風口與外界聯(lián)通，所述第一腔室內(nèi)設置溫度調(diào)控設備并與所述陽極蒸氣管和陽極回液管道連接，所述第二腔室內(nèi)設置流量分配裝置，所述第二腔室與第一腔室聯(lián)通，工件臺、激光干涉儀放置于所述第二腔室外，空氣從外界進入第一腔室內(nèi)經(jīng)過溫度調(diào)控后，再進入第二腔室內(nèi)被流量分配后被排出第二腔室外對工件臺與激光干涉儀進行散熱。

作為優(yōu)選，所述溫度調(diào)控設備為第三冷凝器或者換熱器，通入所述第一腔室內(nèi)的空氣溫度低于所述正常工作溫度。

作為優(yōu)選，在第一腔室內(nèi)設置溫度計，當?shù)谝磺皇覂?nèi)空氣溫度為22±0.5℃時，將空氣排入第二腔室內(nèi)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過將汞燈兩極浸入在冷凝液中，冷凝液吸收汞燈所散發(fā)的熱量使得蒸發(fā)為氣體，并被分別排至第一冷凝器和第二冷凝器，所述氣體被冷凝為液體并被傳輸回汞燈兩極，同時隔熱罩內(nèi)填充冷凝液并吸收汞燈殘余熱量蒸發(fā)為氣體被一同排至第一冷凝器中，被冷凝為液體后重新排入隔熱罩中繼續(xù)用于散熱，本發(fā)明是用冷凝液吸收汞燈主要發(fā)熱元件所散發(fā)的熱量以及周圍環(huán)境的熱量然后轉化為氣體，方法簡單有效，能夠使冷凝液循環(huán)利用，同時在設置鼓風扇和熱抽排機配合散熱，使得散熱更加充分。此外將與陽極蒸氣管和陽極回液管道連接的冷凝器或者換熱器放置于設備機柜內(nèi)的第一腔室內(nèi)，排入第一腔室內(nèi)的空氣吸收冷凝器或者換熱器中氣體冷凝為液體時所散發(fā)的熱量從而溫度升高至22℃±0.5℃，即被排入第二腔室內(nèi)，經(jīng)過流量分配后排至工件臺、激光干涉儀周圍，使得工件臺與激光干涉儀的工作環(huán)境溫度恒定，并且有效利用光源燈室中的冷凝液的相變熱量，無需另外增設設備來控制溫度，節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術中汞燈燈室裝置中的冷卻系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術中燈室結構示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術中用于高功率的光源燈室結構示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的光源燈室結構示意圖；

圖5為本發(fā)明所提供的汞燈燈泡與陰極示意圖；

圖6為本發(fā)明所提供的隔熱罩示意圖；

圖7為本發(fā)明所提供的半導體光刻設備機柜結構示意圖。

圖1中：1-第一汞燈、2-導流罩、3-第一橢球反射鏡、4-汞燈固定座、5-第一風機；

圖2中：6-第二風機、7-第二汞燈、8-第二橢球反射鏡、9-第一冷卻水套、10-第三風機；

圖3中：11-第三汞燈、12-第三橢球反射鏡、13-出水管接頭、14-第二冷卻水套、15-入水接頭、16-汞燈夾持機構、17-冷卻風扇；

本發(fā)明圖示：200-主燈室、201-主燈室罩殼、202-汞燈燈泡、203-陽極、204-陰極、205-橢球反射鏡、206-隔熱罩、2060-內(nèi)壁面、2061-第一開孔、2062-第二開孔、207-冷光鏡、208-出光口、209-陽極蒸發(fā)鍋、210-陰極蒸發(fā)鍋、2100-導熱材料、211-冷凝液、212-陽極蒸氣管、213-陰極蒸氣管、214-第一進風口、215-第一出風口、300-輔燈室、301-輔燈室罩殼、302-第一冷凝器、303-第二冷凝器、304-陽極回液箱、305-陽極回液管道、306-陰極回液箱、307-陰極回液管道、308-第二進風口、309-第二出風口、310-第三出風口、311-第一液位線、312-第二液位線、313-陽極泄壓閥、314-陽極均壓管、315-陰極泄壓閥、316-陰極均壓管、317-第一液位報警器、318-第一閥、319-補液 箱、320-第二液位報警器、321-第二閥、322-第一排氣管、323-第一單向閥、324-第二排氣管、325-第二單向閥、401-光刻設備機柜、402-第三進風口、403-第一腔室、404-溫度調(diào)控設備、405-第二腔室、406-第四出風口、407-工件臺、408-激光干涉儀、409-激光干涉儀光路。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

請參照圖4，本發(fā)明提供的用于半導體光刻的光源燈室，包括主燈室200與輔燈室300，所述主燈室200，由主燈室罩殼201及其內(nèi)部元器件組成，輔燈室300由輔燈室罩殼301及其內(nèi)部元器件共同組成，主燈室200與輔燈室300相鄰。主燈室200主要作用為產(chǎn)生、收集及輸出光源；輔燈室300主要作用為將主燈室200內(nèi)產(chǎn)生的熱量在輔燈室300內(nèi)排放。

主燈室200外殼為主燈室罩殼201，內(nèi)部包括被隔熱罩206包裹的汞燈以及位于汞燈上方的冷光鏡207，汞燈包括汞燈燈泡202、陽極203、陰極204以及橢球反射鏡205，主燈室罩殼201在所述冷光鏡207反射光路處設置出光口208，汞燈燈光經(jīng)過所述冷光鏡207反射后經(jīng)出光口208輸出，輔燈室外殼為輔燈室罩殼301，內(nèi)部包括陽極回液箱304、陰極回液箱306、第一冷凝器302、第二冷凝器303，陽極203浸入在陽極蒸發(fā)鍋209的冷凝液中，陽極蒸發(fā)鍋209與第一冷凝器302、陽極回液箱304形成陽極閉環(huán)管道回路，陰極204浸入 在陰極蒸發(fā)鍋210的冷凝液中，陰極蒸發(fā)鍋210與第二冷凝器303、陰極回液箱306形成陰極閉環(huán)管道回路，陽極蒸發(fā)鍋209與陰極蒸發(fā)鍋210中的冷凝液吸收汞燈的熱量蒸發(fā)為氣體并被分別排至第一冷凝器302與第二冷凝器303中，直至冷凝為液體后被重新排入所述陽極蒸發(fā)鍋209與陰極蒸發(fā)鍋210中冷卻汞燈，使得汞燈不斷地被冷卻散熱。較佳地，在陰極蒸發(fā)鍋209或者陽極蒸發(fā)鍋210配置過程中，可以根據(jù)汞燈燈泡202發(fā)出的功率，及散熱需求，只配置陽極閉環(huán)管道回路，或只配置所述陰極閉環(huán)管道回路，或同時配置陽極閉環(huán)管道回路和所述陰極閉環(huán)管道回路，對汞燈燈泡202進行散熱。

請繼續(xù)參照圖4，主燈室200內(nèi)汞燈燈泡202用石英玻璃制成，管內(nèi)充有一定量的汞和氬，當汞燈加上電源電壓后，汞燈的陽極203和陰極204間產(chǎn)生弧光放電，電流通過高壓汞蒸氣，使高壓汞蒸氣電離激發(fā)，放電管中電子、原子和離子間碰撞而發(fā)光。汞燈輻射的主要波長約在200nm至700nm之間，橢球反射鏡205主要收集及反射波長在350nm至450nm間輻射，其余波段輻射透射過橢球反射鏡205照射在隔熱罩206的內(nèi)壁面2060，被隔熱罩206吸收。橢球反射鏡205將收集的波長主要在350nm至450nm間的光反射至冷光鏡207，由冷光鏡207再次反射后從出光口208輸出供后續(xù)光刻設備使用。

汞燈輸入的大部分電功率由汞燈的陽極203和陰極204轉化為熱耗散功率，為保證汞燈正常工作須對陽極203和陰極204進行強制冷卻。汞燈輸入的另一部分電功率轉化為光功率，光功率中只有一小部分能量從出光口208從主燈室200輸出，光功率中其余大部分能量均 透射過橢球反射鏡205被隔熱罩206的內(nèi)壁面2060吸收，因此，須對隔熱罩206進行強制冷卻。

另一方面，液體的蒸發(fā)是液場鄰近表面分子熱運動的結果，由于蒸發(fā)失去了動能較大的分子，使分子運動的平均動能減小而降低了液面溫度。液體蒸發(fā)冷卻滿足下式

$T_0-T_W=\frac{1}{c_p\mathrm{\ρL}{e}^{2/3}}\frac{r}{R_A}(\frac{p_{A,w}}{T_w}-\frac{p_{A,\∞}}{T_0})$

式中，T₀和T_W分別是液體上方氣體和液體表面溫度，ρ、c_p、Le為氣流的物性，R_A為蒸發(fā)液體的氣體常數(shù)，P_A,w為液面處蒸氣的分壓力，P_A,∞為氣流中蒸氣的分壓力，r為汽化潛熱。

蒸發(fā)冷卻是已知的最有效的冷卻方法，蒸發(fā)冷卻工質(zhì)相變過程中吸收汽化潛熱進行冷卻；例如，在一個大氣壓下，1kg的水變成蒸氣要吸收2256kJ的熱量。蒸發(fā)冷卻冷卻效率極高，如：水的蒸發(fā)冷卻功率可達到378.2W/cm²以上。

因此，參見圖4所示，本發(fā)明將汞燈的陽極203和陰極204分別直接浸入陽極蒸發(fā)鍋209和陰極蒸發(fā)鍋210。當汞燈工作時汞燈的陽極203耗散的熱量使冷凝液211沸騰變成蒸氣，吸收汽化潛熱后的蒸氣經(jīng)汞燈陽極蒸氣管212進入第一冷凝器302進行冷凝(二次冷卻)；當汞燈工作時汞燈陰極204耗散的熱量使冷凝液211沸騰變成蒸氣，吸收汽化潛熱后的蒸氣經(jīng)汞燈陰極蒸氣管213進入第二冷凝器303進行冷凝(二次冷卻)。

隔熱罩206的內(nèi)壁面2060涂有黑色耐熱漆，隔熱罩206罩體內(nèi)設置內(nèi)腔，腔內(nèi)填充有冷凝液211，在冷凝液液面上方設有管道與第 一冷凝器302連接，在液面下方設有管道與陽極蒸發(fā)鍋209和陽極回液箱304連接。將隔熱罩206設計成內(nèi)腔充冷凝液211的蒸發(fā)鍋形式，當汞燈工作時透射過橢球反射鏡205被隔熱罩206的內(nèi)壁面2060吸收的熱量使冷凝液211沸騰變成蒸氣，吸收汽化潛熱后的蒸氣亦經(jīng)汞燈陽極蒸氣管212進入第一冷凝器302進行冷凝(二次冷卻)。

將第一冷凝器302設置在高于陽極蒸發(fā)鍋209和隔熱罩206處，冷凝液211依靠自重重新輸送至陽極回液箱304，陽極回液箱304內(nèi)冷凝液211經(jīng)陽極回液管道305輸送回至陽極蒸發(fā)鍋209和隔熱罩206，形成閉環(huán)回路。將第二冷凝器303設置在高于陰極蒸發(fā)鍋210處，冷凝液211依靠自重重新輸送至陰極回液箱306，陰極回液箱306內(nèi)冷凝液211經(jīng)陰極回液管道307輸送回至陰極蒸發(fā)鍋210，形成閉環(huán)回路。

請繼續(xù)參照圖4，為帶走主燈室200與輔燈室300內(nèi)部雜散熱，在主燈室罩殼201底部設置第一進風口214，可通過第一進風口214供給一定量的壓縮空氣或設置鼓風風扇，主燈室罩殼201頂部可設置第一出風口215，可通過第一出風口215供給一定大小的負壓或設置抽排風扇進行熱抽排。為帶走輔燈室罩殼301內(nèi)部熱量，輔燈室罩殼301底部可設置第二進風口308，可通過第二進風口308供給一定量的壓縮空氣或設置鼓風風機，輔燈室罩殼301頂部可設置第二出風口309和第三出風口310，第二出風口309位于第一冷凝器302正上方，第三出風口310位于第二冷凝器303正上方，可通過第二出風口309和第三出風口310供給一定大小的負壓或設置抽排風機進行熱抽排。

第一冷凝器302與第二冷凝器303之間設置補液箱319，補液箱319與第一冷凝器302通過第一排氣管322管道連接，補液箱319與陽極回液箱304通過第一排液管(未圖示)管道連接，第一排氣管322上設有第一單向閥323，第一排液管上設有第一閥318，補液箱319與第二冷凝器302通過第二排氣管324管道連接，與陰極回液箱306通過第二排液管管道連接，在第二排氣管324上設置第二單向閥325，在第二排液管上設置第二閥321。

參見圖4所示，陽極蒸發(fā)鍋209內(nèi)冷凝液的液位線為第一液位線311，為防止蒸發(fā)鍋內(nèi)冷凝液211蒸干，陽極回液箱304內(nèi)冷凝液液位、陽極蒸發(fā)鍋209和隔熱罩206內(nèi)冷凝液液位均應同第一液位線311相同。陰極蒸發(fā)鍋210內(nèi)冷凝液的液位線為第二液位線312，陰極回液箱306內(nèi)冷凝液液位、陰極蒸發(fā)鍋210內(nèi)冷凝液液位均應同第二液位線312相同。

為防止設備異常狀況下閉環(huán)回路內(nèi)壓力過大，提高設備的安全性，陽極蒸氣管212上設置陽極泄壓閥313，陽極蒸氣管212上設置陽極均壓管314，陽極均壓管314直接接至陽極回液箱304。同樣，為防止設備異常狀況下閉環(huán)回路內(nèi)壓力過大，提高設備的安全性，陰極蒸氣管213上設置陰極泄壓閥315，陰極蒸氣管212上設置陰極均壓管316，陰極均壓管316直接接至陰極回液箱306。

陽極回液箱304內(nèi)設置第一液位報警器317，當陽極回液箱304內(nèi)液位高于最大標準值，即第二標準值時，系統(tǒng)發(fā)出警告，當陽極回液箱304內(nèi)液位低于最小標準值，即第一標準值時，系統(tǒng)亦發(fā)出警告， 通過打開第一閥318可將補液箱319內(nèi)冷凝液補充進冷卻回路。陰極回液箱306內(nèi)設置第二液位報警器320，當陰極回液箱306內(nèi)液位高于最大標準值，即第四標準值時，系統(tǒng)發(fā)出警告，當陰極回液箱306內(nèi)液位低于最小標準值，即第三標準值時，系統(tǒng)亦發(fā)出警告，通過打開第二閥321可將補液箱319內(nèi)冷凝液補充進冷卻回路。此外，第一冷凝器302回液管路上設置第一排氣管322，第一排氣管322上安裝第一單向閥323，當冷卻回路內(nèi)壓力高于一定值時第一單向閥323打開，向補液箱319內(nèi)排氣；第二冷凝器303回液管路上設置第二排氣管324，第二排氣管324上安裝第二單向閥325，當冷卻回路內(nèi)壓力高于一定值時第二單向閥325打開，向補液箱319內(nèi)排氣。

需要指出的是，本發(fā)明中所述冷凝液211要具有較高的傳熱性能、較好的電絕緣性質(zhì)及與電子器件有較好的相容性，如純水、氟碳化合物或者氟利昂等。

請參照圖5，本發(fā)明所述陽極203或陰極204可不用直接浸入冷凝液中，陽極蒸發(fā)鍋209與陽極203之間或者陰極蒸發(fā)鍋210與陰極204之間可具有一定間隙，間隙內(nèi)填充導熱材料2100，間隙間距可根據(jù)需求調(diào)節(jié)，如小于1mm，導熱材料2100可選用不同材料，用于調(diào)節(jié)陽極203至陽極蒸發(fā)鍋209或陰極204之陰極蒸發(fā)鍋210間的熱阻。

請參照圖6，由于透射過橢球反射鏡205照射在隔熱罩206的內(nèi)壁面2060上輻射在可見光波段范圍內(nèi)，因此，內(nèi)壁面2060上涂黑色的耐熱漆以增大吸收率。吸收率增大后更多的熱量將被冷凝液帶走，減少了進入燈室內(nèi)雜散熱量，減少了第一進風口214和第一出風口 215進出氣量需求，減小了汞燈燈泡202周圍風速。隔熱罩206上可設置第一開孔2061和第二開孔2062，以有利于第一進風口214流入空氣通過，增大雜散熱量散熱效率。

本發(fā)明還提供一種使用上述光源燈室的半導體光刻設備機柜，包括工件臺407與激光干涉儀408，在機柜設置第一腔室403與第二腔室405，在第一腔室403上設置第三進風口402與外界聯(lián)通，所述第一腔室403內(nèi)設置溫度調(diào)控設備404并與陽極蒸氣管212和陽極回液管道305連接，第二腔室405內(nèi)設置流量分配裝置，第二腔室405與第一腔室403聯(lián)通，工件臺407、激光干涉儀408放置于第二腔室405外，空氣從外界進入第一腔室403內(nèi)經(jīng)過溫度調(diào)控后，再進入第二腔室405內(nèi)被流量分配后被排出第二腔室405外對工件臺407與激光干涉儀408進行散熱。

請參照圖7，一般來說，采用“氣浴”方案保證半導體光刻設備機柜401內(nèi)部空間溫度穩(wěn)定性。半導體光刻設備機柜401內(nèi)部關鍵區(qū)域如：工件臺407附近、激光干涉儀408附近、激光干涉儀光路409附近，這些內(nèi)部關鍵區(qū)域?qū)囟确€(wěn)定性要求較高，需要溫度穩(wěn)定在正常工作溫度范圍內(nèi)，如22±0.5℃；為實現(xiàn)上述關鍵區(qū)域的溫度穩(wěn)定性，可采用溫控方案如下：從第三進風口402通入潔凈干空氣，在第一腔室403內(nèi)對潔凈干空氣進行溫度控制，溫度控制達到22±0.5℃后在第二腔室405內(nèi)進行流量分配，流量分配后從第四出風口406流出吹向關鍵區(qū)域。

從第三進風口402通入的潔凈干空氣的溫度會比設定值22℃低， 如低2℃或2℃以上，需要在第一腔室403內(nèi)設置加熱裝置如加熱器進行加熱。為避免額外的耗能，可在第一腔室403內(nèi)設置溫度調(diào)控設備404，替代原先使用的加熱設備。光源燈室內(nèi)陽極蒸氣管212將高溫蒸氣由燈室送出后流入溫度調(diào)控設備404，溫度調(diào)控設備404在第一腔室403內(nèi)釋放熱量用于加熱第三進風口402通入的潔凈干空氣；釋放熱量后，高溫蒸氣冷凝液化，冷凝液可由陽極回液管道305流回燈室內(nèi)再次使用。如此，形成另外一種閉環(huán)回路，不僅將熱量高效的從發(fā)熱區(qū)域傳遞至冷卻區(qū)域，實現(xiàn)燈室“發(fā)熱區(qū)域”與“散熱區(qū)域”相分離，而且還實現(xiàn)了從燈室內(nèi)部排出的“廢熱”的二次利用，同時避免了輔燈室罩殼301內(nèi)第二出風口309和第三出風口310附近風機或風扇的使用，整體上有助于半導體光刻設備整機降低功耗節(jié)約能量。

較佳地，在第一腔室403內(nèi)設置溫度計，當?shù)谝磺皇?03內(nèi)空氣溫度為22±0.5℃時，將空氣排入第二腔室405內(nèi)。

較佳地，溫度調(diào)控設備404為冷凝器或者換熱器。

較佳地，本發(fā)明中高溫蒸氣熱量不僅限于在第一腔室403內(nèi)釋放，同時可釋放在半導體光刻設備機柜401內(nèi)部其它需要設置加熱設備進行加熱的區(qū)域，用于替代額外的加熱設備的使用和降低額外的耗能。

本發(fā)明對上述實施例進行了描述，但本發(fā)明不僅限于上述實施例，顯然本領域的技術人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。