在信息时代，大规模集成电路制造技术的重要性日益凸显，而光刻机作为集成电路制造的核心设备，其重要性是不言而喻的。双工件台及掩模台系统是光刻机的核心部件，二者需要在控制系统作用下，在曝光的过程中实现高速、高效、高精度的同步扫描运动。本文主要研究掩模台系统。承载着掩模板的微动台一方面可以结合宏动台实现大范围的扫描运动，另一方面其在空间的各个自由度方向均可运动，必须加以主动控制，才能在光刻的过程中，满足定位指标。本文对掩模台微动台进行了六自由度解耦仿真，并就宏动台的运动轨迹进行了规划，在掩模台上进行实验验证。首先，对掩模台的机械结构和功能进行分析，分析得出掩模台微动台在六个自由度方向上存在耦合关系，从微动台的运动位置几何关系和运动的力学合成分解关系两个方面，进行六自由度解耦求解，得出用矩阵表示的相应解耦关系式。接着，进行关于掩模台微动运动控制系统的设计，先是在Adams中建立微动台的虚拟样机模型，设置环境变量，实现与Simulink相结合的联合控制仿真。在Simulink中，基于第二章的两种解耦分析方法，采用两种控制策略，设计控制系统。最后在联合仿真环境中进行控制系统仿真，并对结果进行分析，得出采用位置解耦关系设计的控制系统存在一定的困难，采用力学解耦关系设计控制系统较为可行。然后，对于掩模台系统的宏动运动轨迹进行合理规划，采用三阶运动曲线规划掩模台的运动轨迹，并给出了具体的轨迹规划计算过程。此外为实现在工程样机上进行相关实验，对控制系统的软件进行设计，在分析总体软件功能结构的基础之上，分部分进行介绍。其中包括上位机设计分析、基于VxWorks操作系统的VG5板卡多任务嵌入式程序设计、传感器数据采集板卡FPGA逻辑设计以及运动控制板卡的逻辑模块和控制算法设计。在最后的实验章节，首先进行宏动台20mm的阶跃实验，可以实现响应上升时间16ms,稳态定位精度±0.3μm；接着进行宏动台的正弦跟踪动态实验，实现了10Hz的正弦曲线跟踪；然后在掩模台宏动台上完成扫描运动实验，实验中实现宏动台的响应曲线从加速结束到匀速扫描稳定时间小于30ms,在1m/s的匀速扫描阶段，实现位置跟踪误差小于10μm，速度及匀速位置跟踪误差满足宏动台的设计指标。