本发明公开了一种二氧化碳低温气溶胶半导体清洗设备，包括二氧化碳预处理腔、清洗腔、分离腔、二氧化碳循环控制系统和温度及压力控制系统；二氧化碳在预处理腔内进入预设的温度和压力状态后，经清洗腔内的喷嘴上的狭缝喷槽出射，伴随液体流分裂蒸发冷却，形成幕状固态气胶团簇流；幕状二氧化碳气胶流以一定角度入射到放置在可转硅片架上的硅片表面，通过动量转移，清除污染物颗粒，并由载流气体将颗粒带离清洗腔，在分离腔中回收二氧化碳并处理清洗污物。利用本发明，避免了纯水的大量消耗以及有机溶剂对环境的污染和操作人员的危害，可有效去除超临界二氧化碳无法去除的颗粒和碳化交联聚合物外壳，对小尺寸的图形和结构取得理想的清洗效果。