在集成电路加工工艺中，化学机械抛光和光刻等日渐复杂的半导体制造工艺会引起互连几何结构和材料特性波动。随着工艺特征尺寸进入纳米量级，诸类工艺波动已成为影响集成电路设计和验证的重要因素之一。准确分析且有效地提取互连寄生参数对提高集成电路性能具有至关重要的意义。本论文主要探究了工艺波动引起的几何变异与材料变异对互连寄生参数的影响。　　其一，由于敏感度分析可以帮助预测诊断不确定性引起的电路性能变化，因此本文提出利用敏感度构建近似模型来分析几何变异引起的问题。即基于有限元法利用直接求导法快速求解敏感度，进而建立近似模型以快速精确地分析几何变异影响下的电容统计特征参数以及分布趋势。　　其二，工艺波动引起的集成电路互连材料的随机变异通常表现为介质区域的不确定性，因此本文提出在随机场的情况下，通过选择合适的随机场离散方法对材料区域进行离散，利用谱随机有限元法分析了材料变异对电容的影响。同时也研究了对偶有限元法在材料变异分析中的应用。　　其三，借鉴一对一随机映射的思想，将随机区域映射到确定性区域，从而使得几何随机变异“等效”为材料随机变异。将该等效方法、对偶有限元法和随机有限元法，可以得到几何变异对互连寄生电容的影响。