本申请提供了一种薄膜沉积装置及其薄膜沉积方法，所述薄膜沉积装置包括：支撑组件，用于将靶材、待镀膜基板以及参考基板分别固定在镀膜腔室的对应工位；离子束溅射组件，用于基于通入的气体以及所述靶材，在所述待镀膜基板以及所述参考基板表面进行镀膜；监控设备，用于监测所述参考基板表面上的镀膜参数，基于所述镀膜参数，调整通入所述离子束溅射组件中气体的工艺参数。使用所述离子束溅射组件制备薄膜的密度高于使用化学气相沉积法制备薄膜的密度。由于所述监控设备的存在，能实时监测所述参考基板表面沉积的薄膜参数，并能根据获取的薄膜参数进行调节，使得在所述待镀膜基板上形成薄膜的参数一致性更高，形成的薄膜性能更好。