工程能力指数とは、製造の工程が、決められた規格の範囲(上限と下限)の中に、どれだけ余裕を持って製品を作れているかを表す数値です。工程のばらつき(標準偏差σ)と規格の幅を比べたものがCp、さらに工程の平均が規格の中心からどれだけずれているかも考えに入れたものがCpkです。半導体の工場では、膜厚や寸法、抵抗などの管理項目ごとに計算します。
Cpは(規格の上限−規格の下限)/6σで求め、ばらつきが小さいほど大きくなります。Cpkは、平均値から近いほうの規格までの距離を3σで割った値(min(上限−平均, 平均−下限)/3σ)で、平均がずれているとCpより小さくなります。一般にCpkが1.33以上なら十分な工程能力があるとされ、1.0では規格の外れが約0.27%(2,700ppm)、1.33では約63ppm、1.67では1ppm未満になります。
工程能力指数は、ばらつきが正規分布に従い、工程が安定していることを前提にしています。管理図(SPC)で工程が安定していることを確かめてから計算し、測定器のばらつきが大きすぎないことも、ゲージR&Rで確かめておく必要があります。半導体では、車載向けのように不良を極めて少なくする必要がある製品ほど、高いCpkが求められます。