硅基MEMS器件中存在大量高深宽比结构，对这些结构进行线宽和深度的无损检测，是当前的热点问题。为了实现对这些高深宽比结构无损测量系统的准确校准，采用半导体工艺研制了一系列高深宽比沟槽标准样板，宽度范围2~30 μm、深度范围10~300 μm，其深宽比最大达到30∶1。为了满足样板的校准功能，设计了多种特征结构，包括辅助定值结构、测量定位结构和定位角结构等，还设计了样板量值的表征与考核方法。考核量值包括线宽尺寸、沟槽深度尺寸和均匀性。使用扫描电镜对标准样板进行了测试，结果表明该标准样板可以用于校准近红外宽光谱干涉显微测量系统。

低相干垂直扫描干涉技术是微结构形貌特征参数无损检测的有效手段。但当微结构的沟槽深宽比高于5∶1时，遮挡效应以及阶跃边缘复杂的衍射效应会导致本应仅包含一个包络的垂直扫描测量干涉信号异常，形成两个甚至多个包络，继而影响形貌检测结果。本文解析低相干垂直扫描干涉的测量过程，采用时域有限差分法对低相干显微干涉测量系统的显微成像、相干扫描测量过程进行数值仿真，计算待测微结构表面返回场及显微成像后的像面干涉场，得到低相干显微干涉信号。分别仿真了深宽比为5∶1、80∶3的硅基沟槽微结构的干涉信号，并与实验室自研的Linnik型低相干垂直扫描干涉系统对沟槽微结构的检测信号进行对比，匹配其高深宽比沟槽结构干涉信号的双包络及幅频双峰性的特征，验证所提方法的准确性。该仿真方法可应用于实测前对被测结构低相干显微干涉信号的先验性仿真计算，通过提前分析信号特征，为形貌复原算法的选取及改进指引优化方向。

低相干扫描干涉技术是微结构特征参数无损检测的有效手段。然而对高深宽比结构底部采样点需要进行大量程垂直扫描，由此引起光强漂移导致的相干信号对比度降低，以及阶跃边缘复杂衍射作用造成的相干信号混叠是高度检测过程中的两个主要难题。采用完全噪声辅助聚合经验模态分解算法分解原始信号得到一系列特征模态函数，通过提取高频特征模态函数代替原始信号滤除低频的光强漂移分量，提高相干信号对比度。高深宽比结构边缘复杂衍射作用使该位置附近的相干信号中包含两组包络，其中异常包络由相干峰位置对应上表面的附加相干信号引起并阻碍有效包络的准确判别。通过融合从相干信号中提取的对比度及强度信息并进行二值化处理，实现对高深宽比结构上下表面的识别分类，据此选择当前采样点位置对应的包络作为有效包络并最终完成结构高度的高精度检测。以校准深度为101.77 μm，线宽为10.97 μm的高深宽比沟槽为检测样品，10次测量的高度均值及标准差分别为101.093 μm、0.316 μm。

为了开发新的X射线准直器，利用电子束光刻（EBL）技术，结合电镀和湿法化学刻蚀工艺，在悬空的Si₃N₄隔膜上制作了大面积、高深宽比、微米周期的Au光栅。调整场拼接区域的曝光剂量解决了大面积的EBL光刻问题；用加强筋结构克服了制作高深宽比、高密度光刻胶模板时线条倒塌问题；通过在Si₃N₄隔膜下面保留很薄一层Si（25 nm 厚）和改善显影工艺，克服了厚光刻胶在300 nm 厚的Si₃N₄隔膜上显影时，光刻胶的断裂问题。实验结果显示，所制备的2 μm周期、深宽比为5.5，面积为400 μm×1 000 μm 的Au光栅可以对光子能量为8 keV的X射线进行调制。所制备的Au光栅狭缝可以用作线平行X射线断层成像系统的探测器准直器件，或面平行X射线断层成像系统的光源准直器件，提高系统的成像速度。