表面形貌的测量分析评定对于保证产品质量具有非常重要的意义。近年来,随着超精密加工,微电子机械系统和集成电路的高速发展,市面上涌现大量微观表面结构体。如何真实反映这些表面结构体的三维表面形貌成为了当前精密测量领域的热门话题。目前市场上能购置到的三维表面形貌测量仪器大部分来自国外,尤其是高性能干涉显微镜,几乎被国外公司所垄断,价格一直居高不下,因此本文的研究极具现实意义。本文的研究目的是基于白光显微干涉原理制作出一台具有较高测量准确度和测量重复性的三维形貌测量系统,适用于微观表面结构三维形貌的测量,尤其是微纳沟槽深度的测量。具体研究内容如下:1.研制微纳沟槽深度测量系统。配套了白光光源、显微干涉机构、位移扫描机构和基于CCD的图像采集系统,同时基于VS2010平台,设计开发与之配套的测量控制系统。为提高大尺寸沟槽的测量效率,提出了基于分步扫描的图像采集方法。2.提出一种新的三维形貌重构算法。基于三维形貌重构常用的几种算法的基本原理分析比较了其测量准确度和测量效率。针对这几种算法测量准确度和测量效率难以协调的问题,结合Hibert和小波变换提出了Hibert-小波变换算法。3.使用不同高度的沟槽样品和超光滑表面标准样块测试本测量系统的噪声水平、测量准确度和重复性。测试结果表明:本系统测量噪声较小,测量准确度较高,测量重复性较好。