半导体制造是支撑当今信息产业的基础性产业。晶圆制造工艺复杂,传统的晶圆制造工艺将难以满足复杂的工艺需求,而组合设备为单晶圆片加工提供了密闭、真空、高效、可重构的加工环境,以保证晶圆在加工过程中对环境的严格要求,有利于提高半导体产品的质量。另外、随着晶圆尺寸的不断增大、客户需求不断变化,晶圆趋向于多品种、小批量的加工方式。组合设备已广泛应用于大尺寸晶圆的制造,有利于满足客户对晶圆产量的需求。随着晶圆种类增多,不同种类晶圆在组合设备运行过程中频繁切换,导致系统调度更加困难,切换周期延长,制造成本大幅增加,因此,有效控制系统运行具有重要的工业应用价值。为了提高组合设备的运行效率,减少晶圆切换时的机器调试时间,本文研究双臂组合设备系统的控制问题,主要内容如下。(1)首先,介绍了双臂组合设备k种晶圆混合加工的调度过程,及建模工具Petri Net定义及特性,基于交换策略建立了第i种晶圆稳态加工时的双臂组合设备Petri Net模型。根据建立的Petri Net模型,进一步分析多品种晶圆双臂组合设备机械手活动顺序,提出系统的无死锁控制策略;通过对晶圆加工时间及驻留时间约束的分析,获得系统活性的充要条件。(2)根据系统活动周期特性及Petri Net模型中的变迁触发序列,可获得稳态时晶圆生产周期以及机械手活动周期时间。针对无共享加工模块和有共享加工模块,分析系统活动周期、晶圆生产周期与机械手活动时间三者之间的关系,判断三者时间满足不同情形下系统的可调度性,并证明判定定理的正确性。(3)为了直观描述组合设备从初始暂态到稳态时机械手的调度过程,以有共享和无共享加工模块为例,建立了双臂组合设备多品种晶圆混合加工的eM-Plant模型。仿真模型运行过程中,记录晶圆在各个模块的进出时间,并通过计算进出时间来确定系统是否满足晶圆的驻留时间约束,因此获得系统的可调度性。上述研究指明,本文所获得的双臂组合设备多品种晶圆混合加工的调度可行性及所建立的eM-Plant仿真模型,能够应用于双臂组合设备的系统分析。