本发明公开了一种全自动兆声波半导体晶圆清洗设备，其利用兆声波发生器产生的兆声波进入到设置在腔体中的兆声清洗机构，从进水端进入的洁净DI水会对应带上超声波能量，将正在清洗盘上旋转的工件上的污染物击穿气化；同时利用二流体清洗机构进入洁净DI水与进入的压缩空气进行混合产生雾化去离子水分子，而雾化后的水分子可以充满整个腔体及工件的小缝隙，达到完全清洗的效果。与现有技术相比，本发明利用二流体、高频兆声波及离子风相结合的清洗方式，实现了对高精密半导体晶圆的清洗，满足了其洁净度的要求；同时本发明还利用清洗完后快速离心甩干实现了高精密半导体晶圆的干燥，有效提高了工作效率，保证了清洗的效果。