XPS信息深度为几个纳米，与光电子的动能和被分析的材料有关。但是，角分辨XPS技术改变收集电子的发射角度，可探测到不同深度的电子。ARXPS能提供超薄膜的厚度和组分信息。与溅射深度剖析不同，ARXPS为非破坏性分析技术。

分析金属表面的薄氧化层时，在收集角靠近法线方向和靠近掠射方向收集谱，则靠近掠出射角氧化物峰有较大的相对强度

为什么使用ARXPS，有以下三个主要原因：

  • 通常深度剖析无法分析的很薄的薄膜。 
  • 无法避免溅射损伤的薄膜（如聚合物）。 
  • 不像溅射剖析，ARXPS为非破坏性分析，并可提供化学态信息。

ARXPS分析提供以下信息

  • 超薄膜中多层膜排列顺序 
  • 膜层厚度 
  • 薄膜中元素及价态分布（深度剖析重构） 

数据采集

常规ARXPS分析以一定分析器接受角依次一步一步地遍及一定的角度范围，采集一系列数据。通常相对于分析器倾斜样品以实现这一测量。

相反，Thermo Scientific的 Theta Probe 仪器收集ARXPS谱，则无需倾斜样品。Theta Probe能并行采集角度分辨谱。单色器、透镜、能量分析器和探测器的安装确保仪器收集XPS数据大于60°范围，角度分辨大约1°。

以一系列样品倾斜角收集角分辨XPS数据。

Theta Probe安装结构，可并行采集角分辨谱。

采用2D探测器探测电子，因为在同一个方向上，电子依据其动能色散；而在其它方向上，电子依据从样品出射的角度色散。

与串行ARXPS相比，并行ARXPS具有下列优点：

  • 并行采集数据速度快。 
  • 并行ARXPS能测量大样品，例如整块半导体晶片，这种样品太大在XPS仪器中无法倾斜。 
  • 在并行采谱时无需移动样品，所以能保持分析位置不变。实验测量期间倾斜样品有困难，尤其如测试点远离倾斜轴，甚至使用仿真中心（优中心）样品台也无法实现。此时将小面积XPS（SAXPS）与ARXPS结合使用，可保证分析点不变。 
  • 分析时分析面积保持不变。如果使用透镜限定型的SAXPS与ARXPS结合，那么当样品倾斜时偏离法线位置，分析面积增加。如果使用源限定型的SAXPS与并行采谱结合，那么分析面积不随角度变化。