浸没式光刻机是现阶段用于集成电路规模生产最先进的设备，分辨率和套刻精度是其关键性能指标，浸液温度是影响上述两个关键指标的主要因素之一。本文针对浸液温度的高精度要求，设计一种浸液温度控制算法。该算法借助热交换器，通过工艺冷却水（PCW）和浸液在热交换器中换热调节浸液的温度，改变PCW的流量，进而改变两种流体的热交换量，从而改变热交换器出口的浸液温度。论文设计了该控制系统的原理图，提出一种两级串级控制模型，两级控制对应系统中的两个流量伺服阀内环为流量闭环反馈控制，内环为流量控制，通过设定流量值来调节流量伺服阀开口，外环为温度控制，通过算法设定内环循环流量。这种结构能够很好的隔离系统中的各种扰动，降低时滞和系统的非线性对控制带来的难度。本文建立了热交换器、流量伺服阀、管路、传感器等系统中物理对象的传递函数，以及系统中入口扰动带来的稳态出口波动和动态出口变化，发现这是一个非线性，多扰动、时滞较大的系统。本文提出分阶段模糊PI控制器并对该控制器加以分析。最后进行该控制器的算法设计与仿真，与普通PI控制进行比较，验证了算法的有效性。