光刻机是IC制造业的核心装备,而工件台掩膜台系统又是工件台系统中运动控制的核心组成部分,具有扫描、上下片、定位、调平调焦等一些功能。其运动控制的性能对光刻机的工作效率及精度都有着非常大的影响。近年来光刻机技术发展迅速,对工件台掩膜台系统的性能也越来越高,这就对工件台控制系统的设计提出了很高的要求。而工件台系统因为具有6自由度,以及其高精度快响应的要求,六自由度之间的耦合作用就对工件台系统的性能带来了很大的影响,因此,需要进行首先解耦设计,才能对其进行进一步的控制。首先,本文针对工件台系统的耦合情况,着手研究耦合的概念,判断耦合程度来确定是否需要对系统进行解耦设计,若需要设计应该对系统进行怎样的设计来消除耦合。在判断完耦合程度之后,研究了一些基于古典控制理论、现代控制理论、智能控制理论的解耦方法,比较了其优缺点、适用范围,选择合适于工件台系统解耦设计的状态反馈解耦方法。其次,对工件台系统进行了建模,先通过研究工件台所需要完成的功能,和运动特点,建立一个适当的机械模型,并选择了合适的电机来作为工件台运动部分的驱动元件。之后研究了电机的位移和工件台质心的位移之间的关系,来建立方程组,通过分析音圈电机的模型,将整个系统的位移关系、力学关系、电磁力等关系联立起来,建立了控制系统模型。然后,对系统进行了解耦设计,将六自由度相互耦合的MIMO系统,转化为输入和输出一一对应的SISO系统,然后依据工程上应用最为广泛的三闭环系统的设计方法,对SISO系统进行了控制,使其达到了较好的性能指标。对于系统的机械谐振,设计了陷波器,来消除其带来的不利影响。通过仿真验证了设计的结果。最后,对工件台的运动轨迹进行了规划,给出了整个硅片的曝光过程。