为了解决定性的观察手段带给新型黑硅微纳加工工艺开发的桎梏；为了给新型微纳加工工艺提供有效的定量的验证手段；为了给进一步研究微纳加工技术新理论，建立集成微纳制造技术的理论分析方法提供研究准确的素材；为了开发新的可视化的微纳集成制造技术计算机辅助设计工具；为了给研究黑硅新型微纳结构的应用提供必要的支持。本文提出了基于黑硅刻蚀机理的黑硅表面三维重建方法和基于扫描电子显微镜成像原理黑硅表面三维重建方法。　　 本研究基于刻蚀机理的黑硅表面三维重建方法首先是在仔细研究了黑硅表面刻蚀机理的基础上完成了对黑硅刻蚀过程的建模。根据模型和适当的假设，利用单幅黑硅表面侧视图的SEM图像对黑硅表面的形貌进行三维重建。本文分别使用Open Inventor对黑硅表面的重建结果进行了显示并分析了两种显示方式的优缺点和适用范围。针对刻蚀机理的黑硅表面三维重建方法存在的一些不足，提出了基于扫描电镜成像原理的黑硅表面三维重建方法。利用这一方法研究人员第一次在三维重建结果中观察到了黑硅底部平缓的坡度变化，更加符合实际情况。同时本文还分析了两种方法的特点和适用范围。最后，使用统计学假设检验的方法和版图转换的方法对两种重建技术进行了验证。假设验证的结果表明重建的结果能够同时反映黑硅柱的几何信息和黑硅表面的形貌特征。版图转换将重建结果转换成为DXF格式的版图文件，可以与刻蚀仿真结果和原始版图作对比相互验证。还可以使用这一通用的版图文件利用一些仿真软件研究黑硅表面的物理性质这样就可以大大加速对黑硅表面微结构应用的研究进程。