作为集成电路生产线重要前端工艺装备之一，硅外延装备负责硅片的外延工艺处理，在给定的外延衬底上生成一层导电型、电阻率，厚度与晶格结构等都满足严格要求的新单晶层，对后续工艺的顺利进行和最终产品的质量有着至关重要的影响。本文以某型号硅外延装备为研究对象，旨在完成其工艺反应系统控制软件的设计与开发工作。本文首先分析了装备工艺反应系统的主要功能及其硬件结构的特点，结合工艺反应系统控制软件的用户需求，采用UML建模语言建立软件的需求模型，以提供软件设计的依据。然后，本文阐述了软件架构的基本概念与设计原则。在此基础上，依据软件需求模型，运用层次化、模块化设计方法完成工艺控制软件的架构设计，并通过UML语言建立软件各个层次的静态模型。为实现软件功能模块的设计，本文引入设计模式这一方法。对设计模式的概念、分类，以及常见模式进行分析研究，然后根据软件架构设计所划定的功能模块的特点，甄选合理的设计模式完成其设计工作，并采用UML语言建立其静态模型。最后，在.Net环境下，采用C#编程语言完成代码的编写工作，并分别从单元测试、集成测试和系统测试这三个层面对软件进行测试。结果表明，所研发软件能够很好地满足用户要求；此外，层次化、模块化设计方法和设计模式的运用获得了装备控制软件的易扩展、易维护等特性，以及升级换代时快速市场响应的能力。目前该软件已成功用于硅外延装备的实际控制，保证了装备工艺反应系统的稳定可靠运行。本文所采用的软件设计思想和方法，对具有类似特征的装备控制软件的设计与开发有着一定的指导与借鉴意义。