精密加工、精密光学、半导体设备等领域对工作环境温度的稳定性提出了苛刻的要求。其中国产光刻机要求其工作环境温度控制精度达到±0.005℃,而国内并无满足此类需求的高精度温度测量及控制产品,光刻机研发过程极度依赖国外测温设备。基于此,本文主要研究高精度温度测量的核心技术并研发相应板卡。本文研究主要面向于半导体设备—28nm浸没式光刻机,用于浸没式光刻机高精度环境温度多点测量。高精度温度测量技术融合传感器技术、模拟测量技术、信号处理技术、电路设计等多种技术。本文首先根据总体需求,确立采集板卡需要的模块,研究了多种电阻式测温仪的原理,并详细设计了温度测量模块的原理方案。研究了高精度测温过程中的误差源:恒流源稳定性、A/D转换器非线性和转换系数、电路热电势、电路失调、共模干扰、电容介电吸收、电路噪声、电路误差漂移等。分析研究误差源的特性及其产生原因,并采用特殊采集方式和特殊电路消除误差源,采用的特殊技术有:双A/D同步采样、A/D交叉采样、恒流源倒向、三点测试、浮地测量。制定硬件系统框架,并对每个电路单元进行方案设计和元器件选型,选型结果经过计算验证精度满足需求,最后设计出一款高精度温度采集板卡,并对其进行系统软件设计。软件上使用数字滤波算法将转换结果进一步处理,消除了测量过程中的脉冲干扰和随机干扰。最后高精度温度采集板卡经过和超级电阻测温仪1594A作对比,在20℃-24℃范围内采集精度达到±0.0002℃,投入到光刻机温度控制系统使用,运行可靠。