本发明提供一种薄膜测厚与修整设备、PVD镀膜系统及薄膜制备方法。所述薄膜测厚与修整设备，包括载片装置、测厚装置、修膜装置、传送装置和PLC控制装置；载片装置包括具有载片腔的第一壳体，载片腔中放置用于容置晶片的载片器；测厚装置包括X射线荧光测量装置和激光共焦显微测量装置；修膜装置包括具有修膜腔的第四壳体；修膜腔中分别设有修膜载片台以及用于对晶片表面进行清理和修平处理的聚焦离子束装置；传送装置包括具有传送腔的第五壳体；传送腔中设有用于取放晶片的机械手；PLC控制装置分别与前述装置连接。采用本发明的薄膜测厚与修整设备、镀膜系统及薄膜制备方法，可以获得薄膜厚度均匀性≤0.1％的4‑8英寸晶片。