本发明提供了一种堆叠围栅纳米线制造方法，包括：a)在半导体衬底上形成掩模层；b)在掩模层上形成嵌段共聚物；c)使嵌段共聚物定向自组装，形成第一区域和第二区域；d)去除第一区域保留第二区域以形成预定图案；e)根据预定图案对掩膜层进行刻蚀，以形成掩模层图案；f)根据掩模层图案，刻蚀半导体衬底以形成沟槽；g)在沟槽的底部及侧壁采用钝化性气体形成聚合物保护层；以及h)重复执行步骤f)和步骤g)，以形成堆叠围栅纳米线。本发明利用自组装技术可以获得纳米尺度的器件结构，特别是采用的制备方法与当前普遍使用的半导体制造技术相兼容，并且纳米线制备技术更为简单，且纳米线尺寸较易控制，不同层间对准性好。