步进扫描光刻机的研发工作是国内的重大科技专项之一，本文以光刻机工件台和掩模台控制系统研究为背景，为满足曝光扫描时各个子系统的任务调度、大量数据传输和工件台与掩模台的同步偏差控制任务而进行了下述工作。本文首先对光刻机发展进行了综述，指出了光刻机技术发展中的主要节点；重点介绍了光刻机同步控制技术方面的进展。其次，本文分析了步进式扫描曝光的工作流程，根据任务的同步调度需要把曝光涉及到的子系统分为同步主系统和同步从系统，根据工作特点的不同把曝光过程分为五个状态，同步主系统可以通过内部状态的转换对同步从系统进行任务调度即控制触发同步从系统的各种行为。根据硬件连接关系和传输数据类型的不同，设计数据和状态标志传输机制，利用VME总线的用户自定义接口定义了一种同步控制总线，以完成同步主系统和同步从系统间的信息交换需求，采用FIFO队列配合命令状态定时器的方式在同步控制总线上广播同步状态和发送数据信息。参考同步控制主系统的功能需求，设计并制作了同步控制器硬件即同步控制卡，进行了程序的编写、仿真及板卡调试等工作，完成了同步控制卡与下位机间的数据传输、中断响应测试，实现了同步主系统和从系统间的时序发送测试，测试结果达到设计指标。最后，分析了工件台和掩模台系统的运动特性后，本文采用主从同步控制策略，基于重复控制思想，设计了同步控制算法，使工件台和掩模台的同步偏差收敛到和工件台和掩模台相同的运动精度等级即纳米级，控制效果通过重复控制器的学习作用逐渐改善，得到了比常规PID控制方法更高的精度，性能指标达到了曝光扫描要求。