Hi!
Entkoppeln ist natürlich das A un O. Gute Cs dabei verwenden, min. X7R/X5R oder besser.
Teilweise können die Schwingungen durch Leitungskapazitäten entstehen. Um diese zu minimieren kannst Du die interne Logik der Software invertieren und die PullUps der µC Ausgänge verwenden. Dann aber auf die Flankensteilheit achten, weil die internen PullUps recht hoch sind (50kOhm hab ich im Kopf)
Eventuell hilft auch ein besserer Spannungsregler. Da Du die Störungen auch auf der Versorgung hast, helfen leider keine Filter usw.
20mV ist schon ein recht gutes Ergebnis, dass könnten auch durchaus mehr sein. Unter 10mV zu kommen ist ohne Berücksichtigung im Layout schwierig bzw. Glückssache.
Hast Du ein besseres Oszi benutzt oder wieso entdeckst Du die Störungen erst jetzt?
Gruß