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随着集成电路技术的不断发展，互连特征尺寸不断减小，互连密度和连线数量迅速上升，互连可靠性问题更加显著。本文采用有限元分析方法研究铜互连应力迁移现象及失效机制，通过改变互连材料与结构研究通孔尺寸和层间介质对互连内应力分布的影响，通过人为引入不同形状的空洞研究空洞生长与应力释放间的相互作用，并在上述研究结果基础上建立了应力迁移寿命模型。研究结果表明，互连系统中热应力分布呈各向异性，应力极值出现在M1层通孔两侧末端位置。互连应力极值随通孔直径的增大和层间介质介电常数的减小而上升。椭圆柱较圆柱形空洞对互连应力尤其是失效关键区域的应力释放作用更加有效。互连系统的失效寿命随着系统应力梯度、温度系数以及温度的增加而减少，随着扩散激活能的增大而增加。