在对微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)结构的特性参数进行测量和MEMS可靠性进行测试的过程中,常要求对结构表面的三维形貌、粗糙度、微小的位移和变形等物理量做精密测量。目前,显微干涉法凭借其高精度、高垂直分辨率、测量简单快捷、无损等优点,已经成为这类测量中最常用的手段之一,包括相移干涉法、白光干涉法、外差法等等。其中,相移干涉法又拥有着极为重要的地位。用压电陶瓷(Piezoelectric Transducer,PZT)精确地确定待测样品的移动量通常是现有相移干涉技术能够实现三维形貌精确测量的基础,而高精度的PZT系统价格昂贵,无法实现广泛应用。如何利用MEMS加工过程中常见的仪器就可以方便实现具有足够精度的三维形貌测量是一项非常有意义的工作。由于通过氧化、刻蚀、淀积及溅射等技术加工的MEMS器件中通常存在许多平面(例如衬底),这些平面与理想平面非常接近,那么根据光的干涉理论可知,理想平面的干涉条纹是平行的直线簇,光强分布呈余弦规律,而且周期相同。正是基于这个特点,本文给出了一种采用快速傅立叶变换(fast Fourier transformation,FFT)来分析确定两幅干涉图中平面部分的相移量,然后利用这些获取的相移量来重构MEMS微结构表面三维形貌的方法。可见,该方法无需采用PZT来确定多幅干涉图之间的相移量,并且只需通过旋转显微镜的对焦微调旋钮就可以上下移动载物台拍摄多幅干涉图,进行MEMS微结构表面三维形貌重构。本文还研究了一种基于牺牲层技术的SU-8薄胶MEMS结构加工工艺,成功制作了SU-8胶悬臂梁测试结构,并采用本论文改进的显微相移干涉技术对该测试结构表面进行了三维形貌重构,验证了本论文改进方法的可行性和正确性。实验研究表明,该方法操作简单方便,非常适合MEMS微结构表面形貌测量。