플라즈마 전자 온도를 구하는 방법으로는 크기 2가지 방법이 있습니다.

하나는 직접 플라즈마 내로 도체 전극(탐침)을 넣어서 (접촉식 진단법) 인가하는 전압에 따라서 흐르는 전류로 부터 온도와 밀도 및 플라즈마 전위와 부유전위를 측정하는 Langmuir probe를 사용하는 방법이 일반적입니다. 정전탐침법으로 검색을 해 보셔도 좋을 것 같습니다. 

다른 하나는 비접촉식 진단법으로 플라즈마로 부터 방출되는 빛 신호로 부터 전자온도를 해석하는 방법인 광진단법이 있습니다. 주로 OES (optical emission spectroscopy) 방법으로 공센서로 부터 얻은 신호 해석, 광진단으로 알려져 있습니다. 

위에서 말씀하신 쉬스 모델은 floating sheath 모델로서, 쉬스 전위=|plasma potential - floating target surface potential|의 차이가 대략 입사하는 이온의 질량값과 전자온도에 비례한다는 관계식입니다. 만일 RF Bias를 인가하게 되면 floating target 의 potential이 더 낮아지게 됨으로 (DC offset) 쉬스 전압은 더욱 커지게 됩니다. 

질문은 아마도 쉬스 전압을 알아서 입사하는 이온의 에너지를 예상해 보자는 목적인 것 같습니다. 위에서 설명드렸듯이 이는 이온 질량을 알아야 하고, 전자 온도를 알면 에상이 가능합니다. 하지만 이 값들에 대한 정보가 없는 경우, Ar (수소 질량의 40배) 경우로 가정하면 대략 쉬스 에너지를 4 - 5 x Te 이고 전자 온도 (대부분의 일반 장비에서의 플라즈마 전자 온도)는 5eV를 넘어가지 힘듭니다. 따라서 최대 25 V의 에너지를 가진다고 가정하면 대단히 보수적인 값으로 예상할 수 있겠고, 이는 충분히 세정에 효과에 영향을 미칠 수 있겠습니다. 여기에 세정을 효과적으로 진행하기 위해서는 산소등을 포함하기도 합니다. 산소의 역할을 화학적 세정 효과를 진작시키려는 것으로, Ar과 혼합하면 물리적 세정 효과와 화학적 세정효과를 모두 이용할 수 있겠습니다. 여기서 전자온도는 한번 더 역할을 하는데,. 산소의 해리률이 플라즈마 전자 온도 함수로서, 플라즈마 온도가 높으면 더 많이 해리되고 이온화도 많아져 세정효과를 더 키울 수 있게 됩니다.

따라서 이를 종합하면 전자 온도가 높아지면 쉬스 전압이 커지고 세정 이상의 스퍼터링 효과까지도 기대할 수가 있으며, 반면 해리를 키워서 산소라디컬 생성을 진작시킬 수가 있어, 전자 온도가 높은 고밀도 플라즈마의 경우, 이 두 효과가 상충되니 최적점을 운전 조건으로 찾아 보시면 좋습니다.