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针对投影物镜在光刻机工作时高精度温度控制要求及其自身体积庞大、质量重、温度难以控制的特点，提出了一种由主控制器、温度采集系统、水温控制系统组成的串级控制系统的方案，简要介绍了高精度温度采集系统和水温控制系统，并通过对光刻机工作时产生的热量进行分析计算，建立了模拟的投影物镜温度控制平台，再基于此平台对温度控制方案进行实验研究，研究结果表明：投影物镜温度波动小于±0．01℃，并具有良好的调节曲线。