高性能运动控制硬件平台是实现光刻机超精密运动控制的基础。本文结合“‘十一五’国家重大科技专项——光刻机双工件台系统样机研发”的研制,对双工件台台超精密运动控制硬件平台进行了研究与实践。光刻机要求高速、大行程、6自由度和纳米级同步扫描运动。对于65nm光刻机,其硅片台掩膜台同步运动精度要求为：MA<3.2nm, MSD<7nm;对于双硅片台,其运动涉及多达40个运动轴的同步协调控制。双硅片台运动控制系统需对上百个执行器、传感器进行精密测控和对数据进行高速运算处理,并且要高性能的多处理器并行控制结构来满足其控制计算与信息处理。本文介绍了双硅片台机械结构和运动结构,描述了测控方案,分析了双硅片台运动控制需求,研究并设计了一种双硅片台超精密运动控制系统硬件平台。掩模台、工件台均采用粗、精复合运动的机械结构。长行程粗动台主要实现长行程的高速、高加速运动,短行程微动台用于实现纳米级精密运动。工作时,通过40多个轴的同步协同运动,完成双硅片台与掩膜台的同步运动。由于是超精密运动,需要高的采样控制频率,需在极短的伺服周期内对不同的轴完成激光测量模型解算、位置-加速度反馈控制、精密轨迹插补、电机作用力解耦等复杂控制计算,并保证严格同步执行。除运动控制外,还需要对各运动执行元件状态进行运行监控,保证运行的稳定性与安全性,如：电机温度、激光干涉仪光强信号、气浮导轨的气压、环境温度及气压等进行测量；对行程开关等多种数字开关进行控制。多轴同步控制需要运动控制系统具备多处理器并行处理的能力；控制算法的复杂度和实时性要运动控制的计算单元须拥有超强的计算能力和高速的处理能力；多测量系统相互切换及数百个传感器采集涉及到多源、多目标的复杂数据传输,另外,计算中涉及到多处理器间共享数据实时交互,这都要求运动控制系统具备多总线高速高性能数据交互能力。针对上述运行需求,本文对双硅片台运动控制器硬件结构进行了研究,提出了一种基于VME总线的主从式多处理器并行处理的硬件架构,以满足涉及多达40轴的超精密运动控制与同步运动控制要求；设计了基于自定义局部总线的并行架构和分布式共享内存机制技术,以保证多处理器同步高速运算和在规定的伺服周期内完成参与伺服运算的多块板卡之间的伺服数据存储和实时交换；针对运动控制系统传感器信号繁多的特点,为了达到数据采样实时性、同步性的要求并降低实现难度,避免干扰漂移,减少连接线缆,提出了基于高速光纤链路通信的高速高精度信号采集／控制技术。本文研制的硬件平台已应用于国家重大科技专项的光刻机双硅片台系统研制,已为在四轮双硅片台样机研制配套应用,可以满足高速、多轴与纳米级精密运动控制要求,获得良好应用效果。另外,此硬件平台具有良好的通用性与灵活性,可根据需要进行扩充,可用于长行程直线电机+微动电机与大行程气浮平面电机+微动电机结构等运动结构,亦可进一步应用于大行程磁浮平面电机+微动电机的运动结构,可为超精密光刻机运动控制提供良好基础平台。