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电子束光刻机依靠聚焦高能电子束直写完成微纳图形制备，当高能电子穿透表层光刻胶抵达衬底之后，会与衬底内部原子核以及核外电子发生一系列弹性与非弹性散射行为，分为小角度前向散射与大角度背向散射两类过程。前向散射发生在光刻胶薄膜内部，电子仅仅发生微小角度偏转，会让原本束斑的能量分布向外缓慢延展，使得胶层底部的有效作用区域大于入射光斑；背向散射则是电子撞击衬底重原子之后，携带大部分初始能量折返向上，重新回到光刻胶之内，在距离原始入射位置较远的区域持续沉积能量。

两种散射叠加在一起，使得相邻图形区域获得额外的曝光能量，密集排布结构更容易出现尺寸扩张，孤立线条又会因为能量供给不足产生收缩，造成版图设计尺寸与显影之后实际形貌之间出现持续性偏差。衬底材质的原子序数会直接改变散射概率，高原子序数衬底更容易激发大量背散射电子，进一步拉长能量作用范围，而光刻胶厚度、电子加速电压同样会改变散射路径长短，最终调控整个曝光区域内能量沉积的空间分布状态。