立式氧化/扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备，它以批为单位进行晶圆加工，批加工的时间较长，是半导体生产线的主要瓶颈之一。立式氧化/扩散炉控制系统的性能直接影响晶圆制造的成本，而调度算法是控制系统能否高效运行的关键。本文首先根据某典型立式氧化/扩散炉的加工过程进行面向对象Petri网建模，将立式氧化/扩散炉按用途划分为片架台、机械手和工艺管腔三类对象，分别建立它们的对象Petri网，应用不变量分析方法对它们的对象关系网进行动态性能分析，构建出性能良好的立式氧化/扩散炉加工过程的面向对象Petri网，给出了采用面向对象Petri网方法进行系统控制软件开发的基本流程；为了进一步分析立式氧化/扩散炉的单机调度和多机调度，结合其加工特征和生产约束建立了立式氧化/扩散炉的调度混合Petri网，分析并给出了调度算法需要解决的问题。在上述建模分析的理论基础上，设计了多种类型晶圆到达时间可预知的环境下，以极小化总完工时间为目标，基于微粒群算法的单机和多机调度算法。单机调度算法基于总批数最小和到达时间相邻的片盒进行组批的原则构建组批方法搜索集，对于其中每种组批方法采用微粒群算法来进行批次排序，进而得到最优的组批及排序结果。多机调度算法采用与单机算法相同的方法来构建组批方法集，将微粒群算法用于解决组批向设备组中设备的分发问题，在各台设备处采用先到先加工的排序规则，最终得到最优的组批、分发及排序结果。另外，以往的半导体批调度文献中都没有考虑晶圆加/卸载过程对调度的影响，本文的建模分析结果说明有必要在调度算法中单独考虑晶圆加/卸载所需的时间，因此本文调度算法规划了组批中各片盒晶圆的加/卸载时间，在组批中所有片盒都到达前先加载已到达片盒的晶圆以减少设备等待时间。利用基于实际设备参数的数值仿真，系统地分析了调度算法在不同晶圆规模和设备负荷下的运算速度、调度性能和重复性能，并验证了晶圆加载规划对总完工时间的有效优化。最后根据某典型立式氧化/扩散炉系统控制软件的开发要求，采用MATLAB和C#语言混合编程将单机调度算法实际应用到立式氧化/扩散炉的控制系统中。通过程序测试界面在C#环境进行设备参数、晶圆参数和工艺参数的输入以及调度结果的输出，对单机调度程序的参数传递和运算过程进行了测试。