一种微细加工技术领域的顺次多种等离子体处理碳纳米管薄膜表面形貌的方法。本发明用不同种刻蚀气体顺次对碳纳米管薄膜进行等离子体表面处理，具体为：先是一次或者多次使用化学反应性气体，对碳纳米管薄膜进行反应离子辅助等离子体处理；然后使用物理作用性气体，对碳纳米管薄膜进行等离子体表面处理。本发明能在完全无序排布的碳纳米管薄膜的基础上，使碳纳米管在薄膜表面的露出高度、密度得到调制，经过处理后的碳纳米管薄膜的表面形貌，露出高度、密度均匀，有很好的垂直取向性。本发明可极大地优化薄膜表面质量，并完全兼容于各种基于微电子加工技术，适于加工实现阵列化设计和批量生产。