一种光刻机工件台系统，包含机架、基台、分别运行于曝光工位和预处理工位的两个硅片台，以及测量光栅、双频激光器、三自由度外差光栅干涉仪和信号接收与处理部件。在每个硅片台四角处各安装一个三自由外差光栅干涉仪，测量光栅安装于硅片台上方的机架上。双频激光器出射的双频正交偏振激光经光纤传输至三自由度外差光栅干涉仪后至测量光栅，测量光栅的四束衍射光回射至三自由度外差干涉仪，最终出射四束测量光信号至信号接收与处理部件。当硅片台相对于测量光栅运动时，利用信号接收与处理部件中的读数通过解算获取硅片台六自由位移。该光刻机工件台系统可提高硅片台的测量精度、动态性能等指标，进而提高光刻机工件台系统整体性能。