扫描光刻系统是重要的半导体制造装备，为了提高扫描光刻系统的动态跟踪性能和产率，本文引入迭代学习控制方法。根据扫描光刻系统的特点，通过对迭代学习控制的鲁棒性、收敛性能、时域跟踪性能等进行讨论，期望将其应用于扫描光刻系统中。论文首先对迭代学习控制在应用中遇到的问题进行描述，对迭代学习控制的鲁棒收敛性能进行分析，并提出一种基于μ分析的迭代学习控制策略。该方法将μ分析理论和优化迭代学习控制相结合，通过优化加权来调节系统的收敛性能，并通过μ分析方法来确保迭代学习控制方法的鲁棒性。最后通过仿真研究来验证该方法的有效性。其次，结合扫描光刻系统的曝光特点，提出一种分段迭代学习控制策略。首先，分段迭代学习控制通过增强系统从动态到稳态过渡过程段的学习控制作用，减小其从稳态到动态过渡过程段的学习控制作用，来提高系统的扫描光刻性能。将分段迭代学习控制应用于扫描光刻系统，通过仿真来验证其有效性。其次，为便于迭代学习控制在实际系统中的应用，给出一种工程实现方法。利用实验来获取系统的脉冲响应系数，通过有限脉冲响应系数来离线计算学习控制律的学习系数，构成基于有限脉冲响应的分段迭代学习控制策略。最后将其应用于扫描光刻实验装置中，通过实验来验证方法的有效性。再次，为提高系统的鲁棒性和收敛性能，文中对具有一般不确定性描述的系统进行研究，提出两种非因果的鲁棒迭代学习控制律设计方法。文中针对不同情形下的不确定系统，给出非因果鲁棒迭代学习控制律的鲁棒收敛性条件，并通过理论推导得到与系统不确定性相关的鲁棒加权，构成针对一般不确定系统的鲁棒迭代学习控制律。最后通过对两类不确定系统的仿真研究来分析鲁棒收敛性条件的保守性和局限性，进而验证本文设计方法的优越性。然后，为提高迭代学习控制在扫描光刻系统中的学习效率和自适应性，结合扫描光刻系统的性能指标提出一种有效非因果迭代学习控制策略。该方法通过引入时间移位因子来补偿闭环控制系统在带宽附近的相位滞后。文中分析了时间移位因子对学习控制系统收敛性的影响，给出时间移位因子的参考设计方法。通过对学习控制系统的收敛特性进行初步整定，增大系统的有限收敛区域。进一步利用低通滤波器对学习控制系统进行二次整定，来确保系统的鲁棒性，同时通过有效学习函数来提高系统的扫描光刻性能。通过仿真研究来验证方法的有效性，并将该方法付诸于实际，应用于扫描光刻系统中，通过实验来验证上述方法的可行性。有效非因果迭代学习控制作为一种工程化的设计方法，可以使设计者通过较少的工程设计经验，利用有限个设计参数来得到满足收敛性能要求的迭代学习控制律。论文最后对扫描光刻系统的主要工作模块宏微双机构驱动系统进行研究，提出一种双回路迭代学习控制方法，来提高宏微控制系统的性能。对宏微运动机构之间的力学、电磁耦合影响以及微动机构的行程限制进行分析。针对扫描光刻系统的宏微运动特点，设计了主从式和双回路解耦宏微控制结构，通过实验对两种方法的宏微控制性能加以验证。为进一步提高微动台的动态跟踪性能，并减小宏微相对运动行程，将迭代学习控制分别应用于微动台和宏动台，在双回路解耦控制的基础上构成双回路迭代学习控制策略。最后对其收敛性进行分析，并通过实验来验证双回路迭代学习控制策略的有效性。