本发明提出一种用于纳尺度薄膜双轴拉伸测试的系统及其制造方法，属于微电子机械系统加工技术领域，该系统利用独特设计的片上试验机结构和微电子工艺检测分析用探针台相结合，提取纳尺度薄膜断裂时的双轴应力，其中片上试验机包括两个相互垂直布置的拉伸结构；每个拉伸结构包括一探针加载结构、两轮形加载换向结构、一可动框架、一弹性梁、一拉伸梁、两形变量标尺、两指针和两悬挂折叠梁。该系统可用来探究纳尺度下薄膜材料的破坏规律，也可用来进行薄膜制备工艺质量监控。