光刻机是集成电路加工领域的核心设备,也是技术难度最大的设备,目前我国的光刻机整机及分系统技术与国外先进水平有着很大的差距。工件台是光刻机的关键子系统,其核心一个大行程两自由度的精密定位工作台,大行程精密定位技术也是光刻机的主要技术难题之一。而测量、控制技术研究是大行程精密定位技术研究的一个重要方面,本文针对目前国内光刻机的研究现状,研制了可应用于0.5um分布重复式光刻机的的大行程两自由度精密工作台的测控系统。　　本文首先根据所研究工作台的应用背景确定了工作台测控系统的设计要求,依据这些设计要求,对工作台测控系统各个分系统进行了方案设计并对所用器件进行了选型,其中在测量系统的方案设计上,对激光干涉仪和光栅进行了详细的对比分析,突破常规,选用了精密光栅作为工作台测控系统的位置检测传感器,在满足测量性能的前提下,提高了测量稳定性并且显著降低了成本。在此基础上给出了采用上—下位机两级控制策略的测控系统的总体结构和工作原理。　　其次,完成了下位机控制系统的硬件电路设计。选择了 TI公司专用于电机伺服控制的TMS320LF2407A DSP作为下位机控制系统的微控制器,并分析了这一方案的诸多优点,在此基础上分别设计了宏动平台驱动系统和光栅与DSP的接口电路以及宏动平台的安全限位电路。为了保证工作台测控系统的电磁兼容性,在整个测控系统的硬件设计过程中,全程考虑了电磁兼容性的要求,并得到了很好的效果。　　然后,对宏动平台进给系统的机理建模和辨识建模的过程分别做了详细的叙述,并依据宏动平台进给系统的数学模型和摩擦模型,设计了摩擦前馈补偿和微分先行相结合的宏动平台位置控制器。　　最后,对工作台的实际定位性能进行了实验研究和必要的理论分析。结果表明,所研制的测控系统工作稳定可靠,对工作台的控制效果非常理想,当机身温度变化不超过±0.03℃时,在全行程范围(100mm×100mm)内工作台X轴重复定位精度为46nm,Y轴重复定位精度56nm,优于系统的设计指标,不仅可以应用于0.5um分布重复式光刻机,而且其重复定位精度也可以满足0.35um分布重复式光刻机的要求。