EUV確率論的効果（Stochastic Effects）は、EUVリソグラフィ特有の現象で、光子数の統計的揺らぎ・レジスト内の化学反応のランダム性・露光スポットの確率論的ばらつきに起因する、ウェハ上のパターン寸法・形状・欠陥の予測不能なばらつきです。EUVの光子エネルギーは91eVと高く、露光に必要な光子数が少ないため（DUVの1/14程度）、ポアソン統計に従う光子ショットノイズが無視できません。
確率論的効果が引き起こす主な問題は、①LWR（Line Width Roughness：ラインエッジのギザギザ）の増大、②ストキャスティックデフェクト（局所的な橋絡・断線）、③CDU（Critical Dimension Uniformity）の悪化です。特に10nm以下のパターンでは、確率論的デフェクトが歩留まりの主要制限要因となっています。
対策として、①高感度かつLWRの低いEUVレジスト（Metal-oxide resistやMASP）の開発、②露光量（ドーズ）の増加（スループット低下とトレードオフ）、③AIを用いたストキャスティックデフェクト検査（KLAのe-beam検査装置）、④OPC/SMO（ソースマスク最適化）による予防的設計が進められています。
EUV露光機のNA（開口数）を0.55に高めたHigh-NA EUV（ASML EXE:5000シリーズ）では、さらに小さなパターン（8nm以下のハーフピッチ）を形成できますが、確率論的効果はより深刻になります。High-NA対応の新世代レジスト開発がTSMC・Samsung・Intelとレジストメーカー（JSR、住友化学、Inpria）の最重要課題の一つです。
確率論的効果の定量評価には、KLAやApplied Materialsのe-beam検査装置を用いた全面サンプリング検査や、actinic（EUV光そのものを使った）マスク検査が用いられます。確率論的欠陥の確率分布モデリングとシミュレーションによる欠陥予測も研究が進んでいます。