光刻机是实现数字芯片的大规模制造的最为关键的设备。作为光刻机的核心部件,光刻机工件台轨迹跟踪控制精度及调平调焦控制精度直接影响到其最终套刻精度,这也是衡量光刻机性能的重要指标。目前,光刻机工件台扫描轨迹跟踪控制方法及技术方面已经得到广泛的研究,然而运动过程中的工件台调平调焦控制方面的研究相对较少。本文以光刻机多自由度工件台中的调平调焦台作为控制对象进行研究工作,利用先进的系统建模、控制理论及方法,以解决其在传统控制方法下无法解决的耦合及干扰抑制问题,从而提高系统的调平调焦精度。主要研究内容如下:1)研究了系统工作原理,在此基础上,使用经典控制方案对调平调焦台进行跟踪控制实验以及干扰测量实验。对系统多个运动轴依次进行正弦信号激励,分析动态响应特性,确定多输入多输出系统的耦合特性以及干扰特性对控制精度的影响。2)针对MIMO系统的耦合问题,本文根据调平调焦台各自由度之间的耦合机理,推导得到了驱动电机-曝光点中心处的力与位移转换关系,并建立了3个驱动电机之间的动力学耦合模型。更进一步地,基于动力学逆模型设计了调平调焦台的解耦控制算法。最后,对解耦后的子系统进行了参数辨识,并设计了相应的轨迹跟踪实验对解耦效果及控制通道独立性进行了验证。3)为了提高系统的跟踪定位精度,本文提出了一种基于非线性干扰观测器的工件台自适应滑模控制算法。此算法将非线性干扰观测器与自适应反演滑模控制器相结合,对系统的干扰进行最大程度地补偿,提高系统的鲁棒性以及轨迹跟踪定位性能。并进行了相应的跟踪控制实验。实验结果表明,相较于传统的自适应滑模控制算法3.8μm的平均跟踪误差,本文所设计的控制算法的平均跟踪误差下降至0.08μm。最大跟踪误差也由21.4μm下降至4.2μm,明显地提高了系统的跟踪定位精度。最后,将本文研究的控制方法应用在国产光刻机六自由度精密工件台中的调平调焦台的控制实验中,结果表明,与传统的工件台调平调焦控制方案相比,本文所设计的控制方案能够使系统满足110nm的重复定位精度要求,即能够取得更高的跟踪精度及更强的干扰抑制能力,取得更高的调平调焦精度。