微型化、集成化和智能化，是現代科技發展的一個重要趨勢。伴隨著微機電加工系統（ MEMS ）技術的發展，電子計算機已由當年的”龐然大物”演變成由一個個微小的電路集成芯片組成的便攜系統，甚至是一部微型的智能手機。
MEMS技術全稱Micro
Electromechanical System ， MEMS設想是由諾貝爾物理學獎獲得者Richard
Feynman教授于1959年提出，其基本概念是用半導體技術，將現實生活中的機械系統微型化，形成微型電子機械系統，簡稱微機電系統。1962年全球第一款微型壓力傳感器面世，這一創新產品后來被應用于汽車安全（輪胎壓力檢測）和醫療（有創血壓計），開啟了MEMS時代。今天MEMS技術在軍事、航天航空，生物醫藥、工業交通及消費領域扮演核心技術的角色，智能手機中就嵌入了多個MEMS芯片，如麥克風，加速度計，GPS定位等。微流控（microfluidics
）是一種精確控制和操控微尺度流體，以在微納米尺度空間中對流體進行操控為主要特征的科學技術，具有將生物、化學等實驗室的基本功能諸如樣品制備、反應、分離和檢測等縮微到一個幾平方厘米芯片上的能力，其基本特征和最大優勢是多種單元技術在整體可控的微小平臺上靈活組合、規模集成。是一個涉及了工程學、物理學、化學、微加工和生物工程等領域的交叉學科。微流控是系統的科學技術，它使用幾十到幾百微米尺度的管道，處理或操控很少量的（10*至10~18升，1立方毫米至1立方微米）
流體。最初的微流控技術被用于分析。微流控為分析提供了許多有用的功能：使用非常少的樣本和試劑做出高精度和高敏感度的分離和檢測，費用低，分析時間短，分析設備的印記小。微流控既利用了它最明顯的特征一一尺寸小，也利用了不太明顯的微通道流體的特點，比如層流。它本質上提供了在空間和時間上集中控制分子的能力。1、微流控分析芯片是新一代床旁診斷（Point of care testing，POCT ）主流技術，可直接在被檢對象身邊提供快捷有效的生化指標，使現場檢測、診斷、治療成為一個連續的過程；2、 微流控反應芯片以液滴為代表，是迄今為止最重要的微反應器，在高通量藥物篩選，單細胞測序等領域顯示了巨大的威力；3、微流控細胞/器官操控芯片是哺乳動物細胞及其微環境操控最重要技術平臺，渴望部分代替小白鼠等動物模型，用于驗證候選藥物，開展藥物毒理和藥理作用研究。
（1）光刻和刻蝕技術
傳統的用于制作半導體及集成電路芯片的光刻和刻蝕技術，是微流控芯片加工工藝中最基礎的。它是用光膠、掩膜和紫外光進行微細加工，工藝成熟，已廣泛用于硅、玻璃和石英基片上制作微結構。光刻和刻蝕技術由薄膜沉積、光刻和刻蝕三個工序組成。復雜的微結構可通過多次重復薄膜沉積-光刻刻蝕這三個工序來完成。
光刻前先要在干凈的基片表面覆蓋一層薄膜，薄膜的厚度為數埃到幾十微米，這一工藝過程稱之為薄膜沉積。薄膜按性能不同可分為器件工作區的外延層，限制區域擴張的掩蔽膜，起保護、鈍化和絕緣作用的絕緣介質膜，用作電極弓|線和器件互連的導電金屬膜等。膜材料常見有二氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃、多晶硅、電導金屬、光刻抗蝕膠、難熔金屬等。制造加工薄膜的主要方法有氧化、化學氣相沉積、蒸發、濺射等。
在薄膜表面均勻地覆蓋上一層光膠，將掩膜上微流控芯片設計圖案通過曝光成像的原理轉移到光膠層上的工藝過程稱為光刻。光刻技術一般有以下基本工藝過程構成：通過脫脂、拋光、酸洗、水洗的方法使基片表面凈化，確保光刻膠與基片表面有良好的粘附。在經過處理的基片表面均勻涂覆一層粘性好、厚度適當的光刻膠。膠膜太薄，易生成針孔，抗蝕能力差;太厚則不易徹底顯影，同時會降低分辨率。光刻膠的實際厚度與它的粘度有關，并與甩膠機的旋轉速度的平方根成反比。涂膠方法有旋轉涂覆法、刷涂法、浸漬法、噴涂法。在一定的溫度下，使光刻膠液中溶劑揮發，增強光刻膠與基片粘附以及膠膜的耐磨性。前烘的溫度和時間由光致抗蝕劑的種類和厚度決定，常采用電熱恒溫箱、熱空氣或紅外熱源。前烘溫度和時間要合適，若溫度過高或時間過長會造成顯影時留下底膜或感光靈敏度下降，腐蝕時出現小島;若溫度過低或時間過短，會造成顯影后針孔增加，或產生浮膠、圖形變形等現象。將已制備好所需芯片圖形的光刻掩膜覆蓋在基片上，用紫外線等透過掩膜對光刻膠進行選擇性照射。受光照射的光刻膠發生化學反應。在實際操作中，曝光時間由光刻膜、膠膜厚度、光源強度以及光源與基片間距決定。曝光的方式有化學曝光、接觸式和接近式復印曝光、光學投影成像曝光。
