超精密零件加工方法的特點是對外表層物質去除或添加的量能夠作極細微的控制。但是要獲得超精密零件加工精度，仍有賴于精密的加工設備和準確的克制系統(tǒng)，并采用超精密掩膜作中介物。例如超大規(guī)模集成電路的制版即使采用電子束對掩膜上的光致抗蝕劑（見光刻）舉行曝射，使光致抗蝕劑的原子在電子撞擊下直接聚合(或分解)，再用顯影劑把聚合過的或未聚合過的部分溶解掉，制成掩膜。電子束曝射制版必要采用工作臺定位精度高達±0.01微米的超精密加工設備。

主要有超精密車削、鏡面磨削和研磨等。在超精密車床上用通過精細研磨的單晶金剛石車刀舉行微量車削,切削厚度僅1微米左右，常用于加工有色金屬材料的球面、非球面和平面的反射鏡等高精度、外表高度光潔的零件。例如加工核聚變裝置用的直徑為800毫米的非球面反射鏡，最高精度可達0.1微米，外表粗糙度為Rz0.05微米。

超精密零件加工精度以納米，甚至最后以原子單位(原子晶格距離為0.1～0.2納米)為目標時，超精密零件切削加工方法已不能適應，必要借助特種精密零件加工的方法，即應用化學能、電化學能、熱能或電能等，使這些能量超越原子間的聯合能，從而去除工件外表的部分原子間的附著、聯合或晶格變形，以達到超精密加工的目的。屬于這類加工的有機械化學拋光、離子濺射和離子注入、電子束曝射、激光束加工、金屬蒸鍍和分子束外延等。

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