微型化、集成化和便携化是科技发展的一种趋势,微机电系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS)工艺是实现器件微型化、集成化和便携化的重要手段。在MEMS众多研究方向中,因生物MEMS应用潜力大、科技优势显著成为研究的热点之一。其中基于MEMS工艺的微针和微流控芯片是生物MEMS医学应用研究的典型器件。背面曝光技术和微电铸技术分别是制作微针和微流控芯片模具的关键技术,然而背面曝光制作微针的技术尚不成熟,电铸技术也存在着铸层厚度不均匀的问题,严重制约了微针和微流控芯片在生物医学方面的应用。本文使用模拟软件Matlab和COMSOL并结合实验研究,探究优化基于背面曝光工艺制作微针的成型方法和改善电沉积均匀性的可行性措施。本文的研究工作可以为MEMS生物医学的进一步发展积累经验。本文基于标量角谱衍射理论,利用Matlab软件进行了圆孔衍射的模拟,确定了定值圆孔制作微针的最佳衍射光场范围。通过调整基底厚度、曝光剂量等参数,制作了高度从265μm到380μm,倾角从5.1°到15.6°,底端直径远大于掩膜版上对应圆孔直径的SU-8胶微针阵列。用微针侧壁倾角和顶部直径与掩膜版上圆孔直径的比值R评价微针的尖锐程度,分析并讨论了实验中遇到的问题。利用电沉积理论和法拉第第一定律推导了电流密度分布与铸层厚度分布的关系。基于电流密度数值分布模型,采用COMSOL模拟软件,研究了辅助阴极对阴极电力线和电流密度分布的影响并对辅助阴极结构进行了优化,预测了铸层形貌。为验证仿真结果,采用控制变量法设计了比对实验,用电感测微仪测量了电铸后的铸层厚度,实验结果与仿真结果趋势相同,结果表明：微电铸模具的铸层厚度不均匀度由142.0%缩减至68.9%。基于微电铸技术制作了厚度为200μm的镍金属模具。为实现微流控芯片模具的纳米结构定域加工,改善其表面性能,使用飞秒激光加工技术在镍模具表面加工了微纳米结构,实现了镍模具部分表面由亲水性向疏水性的转变。使用热压印技术实现了微纳米结构从镍模具到PMMA的精确复制和转移,使用水预处理键合技术提高了PMMA微流控芯片的键合率,最后使用CO2激光加工技术对键合后的芯片进行了外形轮廓的加工,制得了应用于病原微生物检测的微流控芯片。