הפיתוח של כלי מכונות אולטרה-דיוק הוא תנאי מוקדם חשוב לפיתוח עיבוד שבבי אולטרה-דיוק. בשנים האחרונות, מדינות מפותחות פיתחו בהצלחה מגוון של כלי עיבוד עיבוד מדויקים במיוחד. כיוון הפיתוח של כלי מכונות אולטרה-דיוק הוא לשפר עוד יותר את הדיוק של כלי מכונה אולטרה-דיוק, לפתח כלי מכונה אולטרה-דיוק בקנה מידה גדול, ולפתח כלי מכונות אולטרה-דיוק רב תפקודיים ויעילים במיוחד.
ארצות הברית, בריטניה, גרמניה ומדינות נוספות החלו לייצר כלי מכונות אולטרה-דיוק בשנות ה-70 (יפן בשנות ה-80), ויכולות לספק אותם בקבוצות. במונחים של כלי מכונות אולטרה-דיוק בקנה מידה גדול, המעבדה הלאומית LLL בארצות הברית פיתחה בהצלחה שתי מחרטות יהלומים בקנה מידה גדול אולטרה-דיוק בשנת 1986: האחת היא מחרטת יהלום DTM-3 אופקית עם קוטר עיבוד. של 2.1 מ', והשני בקוטר עיבוד של 1.65 מ'. מחרטת יהלום אופטית גדולה LODTM אנכית גדולה. ביניהם, מחרטת יהלומים אופטית גדולה אנכית LODTM מוכרת ככלי המכונה המדויק ביותר עם הדיוק הגבוה ביותר בעולם. ארצות הברית פיתחה מאוחר יותר מכונת גריסה מדויקת של 6-ציר CNC לטחינה מדויקת של מראות אופטיות גדולות.
מרכז העיבוד המדויק של Cranfield הבריטי פיתח בהצלחה את מכונת השחזה OAGM-2500 רב-פונקציונלית עם שלוש קואורדינטות CNC בשנת 1991 (שטח שולחן 2500 מ"מ × 2500 מ"מ), שיכולה לעבד (שחזה, סיבוב) ולמדוד משטחים בעלי צורה חופשית מדויקת. המכונה מאמצת את השיטה של חיבור חלקי עבודה, ויכולה גם לעבד מראות גדולות בקוטר של 7.5 מ' בטלסקופים אסטרונומיים.
כלי המכונה הרב-פונקציונליים והיעילים במיוחד של יפן התפתחו במהירות, אשר מילאו תפקיד טוב בקידום הפיתוח של תעשיות המיקרו-אלקטרוניקה והמכשירים הביתיים ביפן.