近年来,随着半导体集成电路（IC）产业的快速发展,微纳加工技术受到了前所未有的关注。作为一项十分关键的微纳加工技术,反应离子刻蚀（RIE）由于具有较高的刻蚀速率和优良的刻蚀各向异性,在IC制造业中起着至关重要的作用。由于刻蚀工艺参数之间相互依赖,相互影响,共同决定了反应离子刻蚀的刻蚀速率及刻蚀形貌。因此,探明刻蚀工艺参数之间的相互关系,对于刻蚀具有垂直侧壁的沟槽形貌,获得最佳刻蚀工艺参数至关重要。机器学习的方法提供了解决此类多变量问题的理想方案。除此之外,基于微纳加工技术的更多应用也被人们所关注,其中包括人工合成超晶格的超材料。随着微纳加工技术的不断进步,人们实现了对更小尺寸结构的加工。这为超材料在太赫兹波段的应用实践提供了有力支持。受限于太赫兹调制器件的不足,太赫兹波段的应用发展仍处于起步阶段。利用超材料设计太赫兹响应和调制器件对于发展太赫兹技术具有重要的意义。本文的第一部分,通过实验和数值计算的方法对反应离子刻蚀的工艺参数进行了系统性的研究。实验基于电容耦合反应离子刻蚀系统（CCP-RIE）,利用SF6和O2的混合气体在硅基底上进行沟槽刻蚀,分别探究了射频功率,气体配比,气体流量和气体压强对刻蚀速率和刻蚀形貌的影响,同时获得了垂直侧壁沟槽的最优刻蚀工艺参数。此外,基于机器学习的方法,生成了具有良好预测性的人工神经网络（ANN）模型,反映了参数之间的复杂关系。并利用随机森林算法计算了各工艺参数对刻蚀速率和刻蚀形貌的相对重要性权重。本文的第二部分讨论了基于微纳加工技术的超材料在太赫兹领域的应用实践。首先提出了一种在太赫兹范围内的新型双频可调窄带带通滤波器。通过改变入射波的偏振方向,实现了中心频率从0.548 THz向0.725 THz的动态切换,透射率高达86.5%,带宽（-3 d B）仅为77 GHz。这种高品质带通特性归因于金属层间耦合产生的反相感应电流所激发的陷阱模式。此外,本文从频率调制与透射调制两方面入手,分别提出了通过互补型双层金属结构之间的偏转来实现共振频率连续可调的方案和基于石墨烯场效应管实现透射率的动态电致调制的方案。本文的第三部分设计了一种新型的双腔嵌入式高温退火炉,实现了超高真空下1200℃内的高温快速退火。该装置利用氮化硅加热片作为加热源。并配备了一套自动化控制系统。目前在改善接触电阻、提高介电材料的绝缘性中广泛应用。