電子束光刻機長時間連續曝光作業時，同一寫場內不同位置加工線條臨界尺寸出現明顯差異，批次之間線寬重復性下降，即便使用相同版圖與曝光劑量參數，加工得到微納結構尺寸離散度持續變大，直接影響器件工藝一致性，增加后續檢測篩選工作量。不同品牌型號電子束光刻機的電子槍陰極材料、高壓電源穩壓指標、束流檢測傳感器參數各不相同，同等曝光時長下束流漂移幅度與尺寸偏差表現存在明顯區別。

束流波動主要來源于電子發射源性能衰減，陰極經過長時間使用，發射表面形貌發生改變，電子發射效率不再穩定，單位時間發射電子數量產生起伏，輸出電子數量隨時間出現小幅波動，使得抗蝕劑接收的曝光劑量無法保持恒定。高壓供電模塊存在紋波與溫漂，設備長時間工作電源器件發熱，加速電壓發生微小變化，會直接改變電子能量與束流強度，進而改變電子在抗蝕劑中的散射范圍。束流監測回路校準過期，無法實時準確反饋束流變化，劑量補償機制不能及時修正輸出劑量，束流變化帶來的尺寸偏差無法自動抵消。腔體真空狀態劣化，殘余氣體分子與電子發生碰撞，造成束流衰減，電子到達樣品表面的有效數量下降，也會帶來束流不穩定。另外電子光學透鏡通電后持續發熱，透鏡磁場隨溫度發生漂移，改變束斑匯聚效果，束斑形狀與尺寸產生變化，間接造成有效曝光劑量變化。樣品基底材質、抗蝕劑膜厚的微小差異，對電子的吸收與散射能力不同，也會放大束流波動帶來的尺寸偏差。