本发明公开了一种采用电子束工艺定义半导体器件连接孔的方法，包括：在衬底上形成器件的基本结构，包括需要与连接孔电性连接的下层结构；在基本结构上形成第一硬掩模层；采用电子束曝光工艺，在第一硬掩模层上形成负胶的光刻胶图案，定义出连接区；以光刻胶图案为掩模，刻蚀第一硬掩模层，形成第一硬掩模图案；在第一硬掩模图案上形成第二硬掩模层；去除第一硬掩模图案，留下的第二硬掩模层构成第二硬掩模图案，暴露了连接区；以第二硬掩模图案为掩模，刻蚀形成与下层结构接触的连接孔。依照本发明的方法，通过先后两次图案化硬掩模，采用负胶的电子束工艺成功定义出了微纳米级的连接孔图形。提高了效率和安全性。