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电子束光刻机长时间连续曝光作业时，同一写场内不同位置加工线条临界尺寸出现明显差异，批次之间线宽重复性下降，即便使用相同版图与曝光剂量参数，加工得到微纳结构尺寸离散度持续变大，直接影响器件工艺一致性，增加后续检测筛选工作量。不同品牌型号电子束光刻机的电子枪阴极材料、高压电源稳压指标、束流检测传感器参数各不相同，同等曝光时长下束流漂移幅度与尺寸偏差表现存在明显区别。

束流波动主要来源于电子发射源性能衰减，阴极经过长时间使用，发射表面形貌发生改变，电子发射效率不再稳定，单位时间发射电子数量产生起伏，输出电子数量随时间出现小幅波动，使得抗蚀剂接收的曝光剂量无法保持恒定。高压供电模块存在纹波与温漂，设备长时间工作电源器件发热，加速电压发生微小变化，会直接改变电子能量与束流强度，进而改变电子在抗蚀剂中的散射范围。束流监测回路校准过期，无法实时准确反馈束流变化，剂量补偿机制不能及时修正输出剂量，束流变化带来的尺寸偏差无法自动抵消。腔体真空状态劣化，残余气体分子与电子发生碰撞，造成束流衰减，电子到达样品表面的有效数量下降，也会带来束流不稳定。另外电子光学透镜通电后持续发热，透镜磁场随温度发生漂移，改变束斑汇聚效果，束斑形状与尺寸产生变化，间接造成有效曝光剂量变化。样品基底材质、抗蚀剂膜厚的微小差异，对电子的吸收与散射能力不同，也会放大束流波动带来的尺寸偏差。