光刻机作为半导体制造行业中的关键设备,它的性能直接决定所生产集成电路的特征线宽。线宽和套刻精度是光刻机中最为重要的性能参数,它们主要受光刻机内部性能的影响。其中光刻机内部气体温度是影响其性能的关键因素之一,因此,气体温度控制技术是光刻机研究中必须要解决的技术之一。研究表明要保证光刻机成像质量,光刻机内部的气体温度波动范围应控制在±0.05℃。对于像光刻机内部这样体积和质量较大,且又不方便直接进行气体温度控制的对象,气体温度控制的传统方法是将被控对象气体温度近似地等同于冷却介质的温度。所以在整个气体温度控制系统只检测冷却介质的温度值。这种方法在精度要求低的系统中是可行的,但难以实现±0.05℃的高精度气体温度控制,因为它缺少以被控对象为目标的控制算法和反馈回路。本文提出的一种以进入光刻机内部气体的温度为主控对象,冷却介质为次级控制对象的串级控制方案。方案中包括主控制器、气体温度采集系统、水温控制系统、气体温度控制系统,构成以光刻机内部腔体被控对象的闭环反馈控制系统。然后根据系统构成分别进行电气和控制设计,制定相应的电气设计方案和控制设计方案。设计了变频器、水泵、主供电等电气线路、PLC、PID控制方案和通信方案,使整个气体温度控制系统形成一个完整的装置。最后模拟光刻机工作状态建立了温控实验平台,以模拟光刻机内部腔体为被控对象对该气体温度控制系统进行实验研究。最终调试结果：气体温度波动小于0.05℃,并具有良好的调节曲线。