薄膜制造技术是微电子器件和微光电器件的基础,各类薄膜广泛应用于各类微电子机械系统(MEMS——micro-electro-mechanical system)。对薄膜制造工艺、微观组织与力学性能之间关系的深入了解,是预测、改善和充分发挥薄膜材料各种性能、优化MEMS器件设计、提高MEMS器件寿命和可靠性、突破制约产品全生命周期的设计等方面的共性关键支撑技术。在微纳米尺度下,由于薄膜具有尺寸效应和表面效应等,其力学性能与宏观材料有着本质的不同,传统的检测和评定方法已经不再适用。本文针对薄膜制造技术发展和应用需要,研制了用于检测微纳米级表面力学性能的硬度检测系统,并应用此系统进行了微纳米级表层压痕硬度实验研究。研制了一种新型的用于微纳米硬度检测仪的减隔振平台,为开发微纳米表层硬度检测仪器提供技术支持,保证其在工作时的测量精度和可靠性,完成了三维运动工作台结构设计,并将它与减隔振平台有效结合在一起。实现了对微纳米硬度检测系统的三维工作台运动控制,以及加载装置的微动控制与信号检测,为准确地进行硬度检测打下了坚实的基础。基于纳米压痕的理论方法,对以玻璃为基底的铝薄膜进行了纳米压痕硬度实验研究。根据实验数据拟合了铝薄膜的载荷-位移曲线,绘出了铝薄膜在不同载荷下的硬度变化曲线,分析了在不同压痕深度下的硬度变化规律。评定了系统的工作性能,分析了影响系统性能的原因,并给出了解决措施。