本发明公开一种可用于半导体装置的制造中的偏移计量学系统及方法，所述多层半导体装置包含：第一周期性结构，其具有沿着第一轴的第一间距，所述第一周期性结构与所述多层半导体装置的第一层一起形成；第二周期性结构，其具有沿着第二轴的第二间距，所述第二轴与所述第一轴不平行，所述第二周期性结构与所述多层半导体装置的所述第一层一起形成；及第三周期性结构，其具有沿着第三轴的第三间距，所述第三轴与所述第一轴不平行且所述第三轴与所述第二轴不平行，所述第三周期性结构与所述多层半导体装置的第二层一起形成，所述第三周期性结构及所述第一周期性结构及所述第二周期性结构彼此覆盖，所述偏移计量学系统及方法包含：产生所述第一周期性结构、所述第二周期性结构及所述第三周期性结构的单个图像，借此提供聚合信号；从所述聚合信号提取第一分量，所述第一分量归因于所述第一周期性结构；从所述聚合信号提取第二分量，所述第二分量归因于所述第二周期性结构；从所述聚合信号提取第三分量，所述第三分量归因于所述第三周期性结构；及分析所述第一分量、所述第二分量及所述第三分量，借此确定所述第一层与所述第二层之间的偏移。