本发明涉及一种双层式兆波清洗系统，包括底座、超声波信号发生装置、浴槽、用以晶圆清洗的清洗槽，超声波信号发生装置安装在底座上，底座为可动底座，底座运动改变超声波信号发生装置相对清洗槽发射声波的方向；浴槽安装在超声波信号发生装置上端，浴槽内盛装有声波传导介质；清洗槽安装在浴槽上方，清洗槽的底部浸入浴槽内的声波传导介质中，清洗槽中盛装有清洗液。本发明通过底座的运动改变超声波信号发生装置的声波方向，改变晶圆片在声波方向的投影面积，进而提升清洗效果和效率，同时，声波方向的改变在清洗槽的底部产生压差，使得聚集在清洗槽底部的气泡消除，减少了超声波的能量损失，提升清洗效果。