本发明提供一种提高FIB刻蚀超浅光栅结构侧壁垂直度的方法及系统，涉及离子束加工技术领域，包括：步骤S1：在目标材料上制备掩膜层；步骤S2：根据需要刻蚀的光栅结构设计优化FIB刻蚀参数；步骤S3：利用FIB刻蚀参数从掩膜层表面开始刻蚀，刻蚀深度至目标材料表面以下；步骤S4：去除掩膜层，在目标材料表面形成高侧壁垂直度的超浅光栅结构。本发明能够在铌酸锂等非导电材料表面实现刻蚀深度100nm以下、深度可控精度小于10nm、侧壁垂直度80°以上的超浅光栅结构。