测量仪器是光刻机各环节性能指标定量化的设备，测量仪器的准确性将直接决定光刻机各环节的性能指标。光刻机由几万至十几万个零件组成，涉及全球范围内的几千家供应商。为保证各个供应商之间产品的性能一致性与同类产品的互换性，国际标准化组织(ISO)等有关组织机构制定了一系列标准与规范，依据这些标准与规范，把国际计量局(BIPM)建立的计量单位基准量值传递给测量仪器，保证计量单位基准量值在全世界范围内准确一致，进而保证产品之间的性能一致性与同类产品的互换性。测量仪器只有在规定的时间周期内进行校准，方可确定测量仪器相应示值与测量标准提供的量值之间的确定关系，才能保证测量仪器的测量结果在一定范围内的准确性与可靠性。测量仪器校准过程中的计量溯源链长短决定测量仪器的精度水平和效率。
测量仪器校准过程中，如果能够直接溯源到国际单位制七个基本量定义，将是计量溯源链最短的校准过程，也将是精度等级最高的校准结果。因此，要提高光刻机全制造链、全产业链和全生命周期中专用超精密测量仪器的精度水平，应尽量采用计量溯源链最短的校准过程。特别是，超精密光刻机全生命周期中的部分关键核心指标已接近超精密装备现阶段工作精度与性能的极限，而其对应的测量仪器均为专用超精密测量仪器，其校准时需要直接向国际单位制七个基本量定义溯源。只有这样才能确保其测量结果的准确度达到要求，进而保证光刻机工作状态下的精度与性能指标准确可靠。
4、 光刻机产品精密测量能力提升的途径
光刻机产品精密测量能力快速提升的途径是，建立一个面向光刻机产业全制造链、全产业链和全生命周期，能全面有效监控产品质量的专业化超精密测量机构，同时建立能全面有效对所有超精密测量仪器、检测工装、嵌入式测量系统和传感器进行高效率计量校准的计量机构，这两个机构可以合二为一。这个合二为一的技术机构就是光刻机产业计量测试中心。
该中心的使命是，围绕光刻机产品全制造链、全产业链、全寿命周期的超精密测量与计量校准需求，将计量测试融入到光刻机设计、试验、生产、使用、维护等全过程，促进和保障光刻机产业高质量发展。该中心具有基础支撑性和技术先导性，即，可起到光刻机零部件、分系统和整机产品质量检测与质量调控的基础保障作用；同时，充分发挥计量测试中心技术先导优势，可引领光刻机技术不断迭代与创新。
4.1、制造链上超精密测量能力建设
在光刻机零部件生产制造阶段，计量测试作为“工业生产的眼睛”，是实现制造工艺过程控制的技术基础。超精密测量能力与质量调控能力不仅影响着产品的质量，也影响着生产效益；即便是在原材料的制造过程中，超精密测量能力与质量调控能力同样会直接影响到原材料性能、质量与生产效益。以运动台分系统中的直线电机为例，其制造过程涉及磁钢的加工、充磁、装配、线圈绕制、胶封、装配、水冷板的加工、装配等复杂工序。为了保证直线电机的出力特性和热特性需求，在出厂前必须对电机的峰值力、持续力、波动力、表面温升及电磁辐射等指标进行精确测试，其中力值测量精度需达到0.5N，温度精度需达到0.1K。
由此可见，光刻机产业计量测试中心面向所有光刻机零部件超精密和超性能制造需求，能完成数以几十万计的几何学、电学、磁学、力学、热学、光学等各类物理参数和工程参数测量，建立功能完善、精确可靠的工业测量体系和计量校准体系，满足光刻机零部件生产制造质量与生产效益的需求。
4.2、产业链上产品超精密测量能力建设
在光刻机产业链方面，光刻机研制严重依赖如光源与照明、物镜等核心上游产品。以ASML为例，其供应商都是国际上相关产品质量顶尖的供应商。其中，镜头供应商为德国卡尔-蔡司；极紫外光源供应商为美国Cymer（被ASML收购）；机电设备供应商为美国Sparton；微激光系统供应商为美国磁谷光刻；污染控制与先进材料供应商为美国Entegris公司；仪表和控制系统供应商为美国MKS Instruments公司；高阶线材、PCB与整机组装来自中国台湾信邦电子公司。其下游产业主要为芯片生产线。在晶圆刻蚀的工艺中，以及晶圆刻蚀完成后的工艺中，需要对晶圆进行多重多类检测，如膜厚检测、膜应力检测、关键尺寸检测、光刻机套刻精度检测、晶圆表面缺陷检测等。
为满足上游投影物镜产品系统性能的检测检验，需要研制专用测试平台，并考虑不同型号物镜的兼容性、集成与测试的便捷性。测试平台的测试流程主要包括物镜集成、系统整机上电、Set-up、波像差测试、畸变测试、NA测试、倍率测试、远心测试、透过率测试等。光刻机对投影物镜系统的波像差要求不断提高，从RMS=0.7nm到RMS=0.25nm，再到RMS=0.2nm。投影物镜畸变的峰谷（PV）值需要控制在0.7 nm以内，畸变检测精度需要达到0.1nm。专用物镜测试台的精度要求也不断提升。
