针对光刻投影物镜中透镜X-Y调整机构调整量程小、调整精度高的特点，提出了一种基于柔性铰链的X-Y微动调整机构，并将其应用在光刻投影物镜模型中进行了实验验证。首先，基于机构自由度和机构瞬心等概念介绍了该机构的工作原理。然后，用柔性铰链代替传统铰链完成了该机构的结构设计，并对该机构的运动方向刚度、位移输入-输出比以及固有频率和阵型等进行了仿真分析。分析结果表明：该机构X，Y方向的刚度值为1.99 μm/N和1.96 μm/N，X，Y方向的位移输入-输出比值分别为-2.5和-2.56，机构X，Y方向运动的原理误差分别为实际量的8.22％和6.68％。最后，将研制的X-Y微动调整机构用于光刻投影物镜验证模型中，给出了X-Y调整机构补偿前后的系统波像差。结果显示：模型补偿前后的系统波像差RMS分别为50.864 nm和25.933 nm。由此表明，本文设计的柔性微动调整机构补偿效果明显，能够满足光刻投影物镜高精度X-Y调整补偿要求。