"半導体基板の上方に下層フォトレジスト層、無機材料の中間層、上層フォトレジスト層を順に形成する工程と、前記上層フォトレジスト層をパターニングして上層レジストパターンを形成する工程と、前記半導体基板をエッチング用チャンバー内の下部電極上に設置する工程と、前記エッチング用チャンバー内に二酸化硫黄ガス、酸素ガスを有する第1反応ガスを導入してプラズマを発生させるとともに前記下部電極への高周波電力の供給を切断し、前記上層レジストパターンをトリミングする工程と、前記エッチング用チャンバー内の前記第1反応ガスを第2反応ガスに置換するとともに前記下部電極に前記高周波電力を供給し、前記上層レジストパターンをマスクに使用し、前記中間層をエッチングして中間層パターンを形成する工程と、前記エッチング用チャンバー内の第2反応ガスを第3反応ガスに置換してプラズマを発生させるとともに前記下部電極に前記高周波電力を供給し、前記中間層パターンをマスクに使用し、前記下層フォトレジスト層をエッチングして下層レジストパターンを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。前記第3反応ガスは、二酸化硫黄、酸素を有するガスであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。前記下層フォトレジスト層の下に形成される被パターニング膜は、少なくとも前記下層レジストパターンをマスクにしてエッチングされる工程を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方法。前記被パターニング膜のエッチング時の前記半導体基板の第1温度は、前記上層レジストパターンのトリミング時の前記半導体基板の第2温度よりも高く設定されることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。前記第2温度は、15°C~45°Cであることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。パターニング用マスクを形成する方法として上記のように下側フォトレジスト層、中間層、上側フォトレジスト層の三層構造を採用する場合に、下側フォトレジスト層のエッチング条件を変えて線幅を制御すると、下層レジスト層のパターン形状の制御が難しくなる。本発明の目的は、レジスト層、中間層、レジスト層の三層構造をパターニングしてマスクを形成する工程でパターン形状をさらに良好にすることができる工程を含む半導体装置の製造方法を提供することにある。本実施形態の1つの観点によれば、半導体基板の上方に下層フォトレジスト層、無機材料の中間層、上層フォトレジスト層を順に形成する工程と、前記上層フォトレジスト層をパターニングして上層レジストパターンを形成する工程と、前記半導体基板をエッチング用チャンバー内の下部電極上に載置する工程と、前記エッチング用チャンバー内に二酸化硫黄ガス、酸素ガスを有する第1反応ガスを導入してプラズマを発生させるとともに前記下部電極への高周波電力の供給を切断し、前記上層レジストパターンをトリミングする工程と、前記エッチング用チャンバー内の前記第1反応ガスを第2反応ガスに置換するとともに前記下部電極に前記高周波電力を供給し、前記上層レジストパターンをマスクに使用し、前記中間層をエッチングして中間層パターンを形成する工程と、前記エッチング用チャンバー内の第2反応ガスを第3反応ガスに置換してプラズマを発生させるとともに前記下部電極に前記高周波電力を供給し、前記中間層パターンをマスクに使用し、前記下層フォトレジスト層をエッチングして下層レジストパターンを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。無機材料としてシリコン含有反射防止膜、酸化シリコン膜などがある。また、第1反応ガスにヘリウムを含有させてもよい。発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解される。本実施形態では、下層フォトレジスト層、中間層、上層フォトレジスト層の三層構造からマスクを形成する工程において、上層フォトレジスト層をパターニングして上層レジストパターンを形成した後に、上層レジストパターンをトリミングしている。そのトリミングの際には、酸素、二酸化硫黄を含むガスをチャンバー内に導入するとともに、チャンバー内で半導体基板が載置される側の下部電極への高周波電力の供給を切断している。これにより、上層レジストパターンの際にその表面に、エッチング速度を遅くする硫黄化合物の保護膜を形成しながら等方性のエッチングによりトリミングが行われる。従って、上層レジストパターンの過度の縮小化を抑制し、エッチング微調整による制御性良くトリミングすることができ、しかもトリミングのためのエッチングの等方性が高くなるので、トリミング後の形状は初期形状から相似形状となり、パターン転写性が良好となる。また、上層レジストパターンをマスクにして中間層、下層フォトレジスト層をエッチングする場合には、酸素、二酸化硫黄を含むガスをチャンバー内に導入するとともにチャンバー内の下部電極に高周波電力を供給している。これにより、半導体基板面に対して垂直なエッチング成分を増加させることで異方性エッチングすることができる。従って、上層レジストパターンをマスクにして中間層、下層フォトレジスト層をエッチングすることにより、微小線幅制御を可能にし、上層レジストパターンの平面形状を中間層、下層フォトレジスト層に良好な形状に転写することができる。以下に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。図1A~図1Iは、実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する断面図である。次に、図1Aに示す構造を形成するまでの工程を説明する。まず、半導体基板であるシリコン基板1の上にハードマスク膜2としてシリコン酸化膜2aとシリコン窒化膜2bをCVD法により順に形成した後、その上にレジストパターン不図示を形成する。続いて、レジストパターンをマスクにしてハードマスク膜2をエッチングすることにより、素子分離領域に開口部2cを形成する。さらに、ハードマスク膜2の開口部2cを通してシリコン基板1を例えば反応性イオンエッチング法によりエッチングして素子分離溝1aを形成する。続いて、素子分離溝1a内とハードマスク膜3上に素子分離絶縁層3としてシリコン酸化層を形成した後、素子分離絶縁層3を化学機械研磨CMPで研磨してハードマスク膜2上から除去するとともに素子分離溝1a内にシャロートレンチアイソレーションSTIとして残す。その後に、ハードマスク膜2をウエットエッチングにより除去する。なお、ハードマスク層2が除去された状態では、素子分離絶縁層3がシリコン基板1の上面から突出する。その突出量は、除去前のハードマスク2の開口部2cを通して素子分離絶縁層3をウエットエッチングすることにより調整される。なお、シリコン基板1は、後述するゲート電極や配線の密度が高い密パターン領域Iと、ゲート電極や配線の密度が低い疎パターン領域IIを有している。続いて、図1Bに示す構造を形成するまでの工程を説明する。まず、シリコン基板1内にp型不純物、例えばホウ素をイオン注入し、n型MOSトランジスタ形成領域にPウェル4a~4fを形成する。なお、p型MOSトランジスタ形成領域には、n型不純物をイオン注入してNウェル不図示を形成する。これらの場合、n型又はp型のイオン注入しない領域はレジストパターン不図示により覆われる。同様に、n型MOSトランジスタ形成領域、p型MOSトランジスタ形成領域のそれぞれのチャネル領域の不純物濃度調整のために不純物をイオン注入する。その後に、シリコン基板1上に、ゲート絶縁膜5としてシリコン酸化膜を熱酸化法又はCVD法により形成した後に、ゲート絶縁膜5上に、被パターニング膜として例えばポリシリコン膜6をCVD法により例えば約105nmの厚さに形成する。続いて、ポリシリコン膜6上に下側フォトレジスト層7、中間層8、上側フォトレジスト層9を形成する。下側フォトレジスト層7として、例えば、i線レジストであるフォトレジストがポリシリコン膜5上に例えば約120nm~200nmの厚さに塗布される。また、中間層8として、無機材料層、例えばシリコン含有層であるシロキサン層がスピンコートにより塗布され、例えば約30nmの厚さに形成される。さらに、上側フォトレジスト層9として、例えば、ArFエキシマレーザ用のフォトレジストが中間層7上に例えば130nmの厚さに塗布される。なお、上側フォトレジスト層9、下側フォトレジスト層7、中間層8は塗布後に各々必要に応じてベークされる。続いて、図1Cに例示するように、露光装置不図示を使用して、シリコン基板1の上方の上側フォトレジスト層9を露光し、電極、配線形状の潜像を上側フォトレジスト層9に形成する。その後に、上層フォトレジスト層9を現像する。なお、上層レジスト9の現像前又は後のベーク、洗浄は適宜行われる。これにより、上層フォトレジスト層9は、MOSトランジスタ形成領域でゲート電極の基本形状を有し、配線領域不図示で配線の基本形状を有する上層レジストパターン9aにパターニングされる。次に、シリコン基板1をエッチング装置に入れて上層レジストパターン9aのトリミングから下層フォトレジスト層7のパターニングまでを連続して行う。エッチング装置として、誘導結合型プラズマICPエッチング装置、平行電極型プラズマエッチング装置、その他のエッチング装置を使用する。以下に、エッチング装置として図2に示すICPエッチング装置を例にして説明する。ICPエッチング装置51は、図2に例示するような構造を有している。図2において、チャンバー52上部には、石英板又はセラミック板53を介して誘導コイル54が配置されている。誘導コイル54には、プラズマを発生させるための高周波電源、例えば周波数13,56MHzの高周波RFソース電源55が接続されている。また、チャンバー52内では、石英板又はセラミック板53に間隔をおいて対向して配置される下部電極56が取り付けられている。下部電極56には、プラズマを基板側に引き込むための高周波電源、例えば周波数13.56MHzのRFバイアス電源57が接続されている。下部電極56は、例えば基板ステージ59上の静電チャック58の内部に取り付けられている。また、静電チャック58の下の基板ステージ59内には基板温度制御部不図示が取り付けられている。なお、図2において、符号60は、チャンバー52の側壁に取り付けられる石英窓、符号61はチャンバー52内にガスを供給するガス源、符号62は、静電チャック58に電位を付与する直流電源を示している。なお、ガス源61から供給されるガスの供給停止、ガスの流量調整、RFソース電源55、RFバイアス電源57及び直流電源62のオンオフ及び電力調整、チャンバー52内の圧力制御などは、それぞれ制御装置不図示により行われる。そのような構造を有するICPエッチング装置51のチャンバー52内に、半導体ウェハであるシリコン基板1を搬送し、さらに静電チャック58を介して下部電極56上に載置する。静電チャック58の温度は、例えば15~45°C、より好ましくは20~40°Cの範囲内に設定される。チャンバー52内で、まず、図1Dに例示するように、上側レジストパターン9aをトリミングしてその幅と高さを減らす。トリミングは、例えば上側フォトレジスト層9の露光限界寸法よりもパターン幅を狭くするために行われる。本実施気板では、RFバイアス電源57から下部電極56に供給される高周波電力をスイッチにより切断した状態で、例えば次のような条件で行われる。ガス源61からチャンバー52内に、第1の反応ガスとして、酸素O2ガスを例えば2~100sccm、二酸化硫黄SO2ガスを例えば5~100sccm、不活性ガスとしてヘリウムHeガスを例えば0~200sccmの流量で導入する。この場合、SO2ガスの流量xに対するO2ガスの流量yの比x/yは、1以上で2以下の範囲に設定される。さらに、チャンバー52内の圧力は例えば5~20mTorr0.165~2.67Paに設定され、さらにRFソース電源55のパワーは200~500Wに設定されて誘導コイル54に供給される。これにより、チャンバー52内ではプラズマが発生し、そのようなプラズマ雰囲気中で5秒~30秒程度の時間による制御で上側レジストパターン9aがトリミングされる。この場合、中間層8は無機材料から形成されているので実質的に殆どエッチングされない。また、上側レジストパターン9aに含まれる有機物とSO2の反応により上側レジストパターン9aの表面には硫黄含有化合物のポリマーが形成される。これにより、エッチングガスにSO2を含ませない場合に比べてエッチング速度は低下する。しかも、エッチング時のRFバイアスパワーを下部電極56に供給しないので、シリコン基板1の面に対して垂直方向成分のエッチャントの移動が緩和され、より等方的にエッチングされる。これにより、上側レジストパターン9aのトリミングは制御性良く行われ、パターンは初期状態とほぼ相似形に縮小される。次に、図1E、図1Fに例示するように、トリミングされた上側レジストパターン9aをマスクに使用し、中間層8を例えば次の条件でエッチングする。ガス源61からチャンバー52内に導入する第1の反応ガスを第2の反応ガスに置換する。第2の反応ガスとして、例えば、メタンCF4ガスを例えば50~200sccmの流量で導入する。この場合、メタンガスに三フッ化メタンCHF3ガスを例えば100sccm以下、Heガスを例えば200sccm以下の流量で添加してもよい。また、チャンバー52内の圧力は、例えば3~20mTorr0.399~2.67Paに設定される。さらに、RFソース電源55のパワーは200~1000W、RFバイアス電源57のパワーは50~300Wに設定され、それぞれのパワーは誘導コイル54、下部電極56に供給される。そのような条件により、チャンバー52内でプラズマが発生し、中間層8はエッチングされる。なお、中間層7のエッチングは、石英窓60を通してプラズマ発光強度の変化を検出し、例えば約30~50のオーバーエッチングが行われる。この場合、下部電極56には高周波電力が供給されるので、シリコン基板1の面に対して垂直な移動方向のエッチャントが多くなる。中間層8のエッチングにより、上側レジストパターン9aの平面形状が中間層8に転写され、中間層パターン8aが形成される。なお、中間層パターン8aの上には、上側レジストパターン9aが残存している。続いて、図1F、図1Gに例示するように、中間層パターン8aをマスクに使用し、下側フォトレジスト層7を例えば次の条件でエッチングする。ガス源61からチャンバー52内に導入する第2の反応ガスを第3の反応ガスに置換する。第3の反応ガスとして、例えば、O2ガスを例えば5~100sccm、SO2ガスを例えば5~100sccm、不活性ガスであるHeガスを例えば0~200sccm以下の流量で導入する。また、SO2のガス流量xに対するO2のガス流量yの比x/yは、1.0以上で2.0以下の範囲に設定される。さらに、チャンバー52内の圧力は、例えば5~20mTorrに設定される。また、RFソース電源55のパワーは200~500W、RFバイアス電源57のパワーは50~300Wに設定され、パワーのそれぞれは誘導コイル54、下部電極56に供給される。そのような条件により、チャンバー52内ではプラズマが発生し、下層レジスト層7がエッチングされる。この場合、下部電極56には高周波電力が供給されるので、シリコン基板1の面に対して垂直な移動方向のエッチャントが多くなる。下層フォトレジスト層7のエッチングにおいて、SO2ガスを用いない場合、硫黄含有ポリマーが側壁に形成されないため、下層フォトレジスト層7のエッチング後の形状が、例えばくびれたようなオーバーハング形状になりやすい。従って、SO2ガスを使用することにより、形状維持とマスク転写性を向上させることになる。下側フォトレジスト層7のエッチングは、プラズマ発光強度の低下により終点が検出され、終点検出時点からオーバーエッチングが施される。オーバーエッチングには、通常のオーバーエッチングに追加して、さらに素子分離絶縁層3の突出量に応じた例えば2~5秒間の追加オーバーエッチングが含まれる。パターニングされた下側フォトレジスト層7は、下側レジストパターン7aとなる。なお、中間層パターン8a上の上側レジストパターン9aは、下層レジスト層7と同時にエッチングされて除去される。次に、ICPエッチング装置51からシリコン基板1を取り出し、さらに真空状態の空間を通して別のエッチング装置のチャンバーにシリコン基板1を搬送する。別のエッチング装置として、例えば図2に示すと同じ構造のICPエッチング装置を使用して説明するが、他のプラズマエッチング装置を使用してもよい。まず、ICPエッチング装置51のチャンバー52内の静電チャック58を介して下部電極56上にシリコン基板1を載置する。この場合、静電チャック58の温度第1温度、即ち基板温度は、図1C~図1Gに例示したように上側レジストパターン9aのトリミングから下側レジストパターン7aの形成までの処理温度第2温度よりも高い温度、例えば約60°Cに設定される。続いて、図1Hに例示するように、下層レジストパターン7a及び中間層パターン8aをマスクに使用して、ポリシリコン膜5を途中までエッチングする。そのエッチング条件として、例えば、ガス源61からチャンバー52内にCF4ガスを例えば50~200sccm、六フッ化硫黄SF6ガスを例えば5~20sccmの流量で導入する。この場合、チャンバー52内に、同時に、窒素N2ガスを30sccm以下、Heガスを例えば100sccm以下の流量で導入してもよく、また、N2の代替ガスとして三フッ化窒素NF3を20sccm以下の流量で導入してもよい。さらに、チャンバー52内の圧力を例えば2~10mTorr0.266~1.33Paに設定し、さらにRFソース電源55のパワーを300~600W、RFバイアス電源57のパワーを50~150Wに設定し、それぞれのパワーを誘導コイル54、下部電極56に供給する。この場合、エッチングは時間的に制御され、例えば約45秒とする。この場合、ポリシリコン膜5のエッチングにおいて中間層パターン8aもエッチングされて除去される。次に、図1Iに例示するように、下層レジストパターン7aをマスクに使用して残りのポリシリコン膜6をエッチングする。エッチング条件として、例えば、ガス源61からチャンバー52内に臭化水素HBrガスを例えば200~400sccm、酸素O2ガスを2~10sccmの流量で導入する。さらに、チャンバー52内の圧力を例えば5~50mTorr0.665~6.65Paに設定し、さらにRFソース電源55のパワーを200~500W、RFバイアス電源57のパワーを50~150Wに設定し、それぞれのパワーを誘導コイル54、下部電極56に供給する。エッチングは、プラズマ発光強度の変化の観察に基づいて制御され、次の工程に移る。そのエッチング時間は、例えば約10秒である。続いて、下層レジストパターン7aをマスクに使用してポリシリコン膜6をオーバーエッチングする。そのオーバーエッチング条件として、例えば、ガス源61からチャンバー52内にHBrガスを例えば100~300sccm、酸素O2ガスを2~10sccm、Heガスを100~400sccmの流量で導入する。さらに、チャンバー52内の圧力を例えば60~120mTorr7.98~16.0Paに設定し、さらにRFソース電源55のパワーを300~600W、RFバイアス電源57のパワーを10~300Wに設定し、それぞれのパワーを誘導コイル54、下部電極56に供給する。エッチング時間は例えば約30秒とする。これにより、密パターン領域I、疎パターン領域IIのPウェル4a~4fのそれぞれの上で、下層レジストパターン7aの下に残されたポリシリコン膜6は、ゲート電極6a~6fとして使用される。その後に、シリコン基板1をアッシング装置に搬送し、図1Jに示すように下層レジストパターン7aを除去する。次に、図1Kに示す構造を形成するまでの工程を説明する。まず、素子分離絶縁層3に囲まれたPウェル4a~4fの上方のゲート電極6a~6fをマスクに使用して、n型不純物、例えば砒素又はリンをPウェル4a~4f内にイオン注入してn型エクステンション領域11a~16a、11b~16bを形成する。この場合、Nウェル不図示をレジストパターンにより覆う。続いて、素子分離領域3に囲まれたNウェル不図示内にp型エクステンション領域不図示を形成する。この場合、Pウェル4a~4fをレジストパターン不図示により覆う。次に、図1Lに示す構造を形成するまでの工程を説明する。まず、シリコン基板1の上面全体に絶縁膜、例えばシリコン酸化膜をCVD法により形成した後に、絶縁膜をエッチバックし、ゲート電極6a~6fの側面にサイドウォール10a~10fとして残す。その後に、ゲート電極6a~6f、サイドウォール10a~10fをマスクに使用して、Pウェル4a~4fにn型不純物をイオン注入してn型ソース/ドレイン領域11s、12s、13s、14s、15s、16s、11d、12d、13d、14d、15d、16dを形成する。この場合、Nウェル不図示をレジストパターンにより覆う。続いて、Nウェル不図示の上方のゲート電極不図示、サイドウォール不図示をマスクに使用して、Nウェルにp型不純物をイオン注入してp型ソース/ドレイン領域不図示を形成する。この場合、Pウェル4a~4fをレジストパターンにより覆う。以上によりPウェル4a~4f及びその周囲にはn型MOSトランジスタT1~T6が形成され、Nウェル不図示にはp型MOSトランジスタ不図示が形成される。その後に、特に図示しないが、シリコン基板1上に層間絶縁膜を形成し、さらにn型ソース/ドレイン領域11s~16s、11d~16dに接続される導電性コンタクトプラグを層間絶縁膜に形成し、さらにその上に多層配線構造を形成する。以上のように本実施形態によれば、下層レジスト層7、中間層8及び上層レジスト層9の三層構造を上から順にパターニングすることによりマスクを形成する工程を含んでいる。マスク形成工程として、まず上層レジスト層9を露光、現像して上層レジストパターン9aを形成した後、エッチング装置を用いてSO2、O2を導入する雰囲気中でプラズマを発生させる。これにより、その雰囲気内で図1Dに示すように上層レジストパターン9aをトリミングしている。そのトリミングは、図2に示すRFバイアス電源57から下部電極56に供給される高周波電力を遮断し、さらに誘導コイル54に高周波電力を供給して発生させたプラズマ雰囲気内で行われる。O2ガスの流量はSO2ガスの流量の1~2倍に設定される。そのように下部電極56への高周波電力の供給を遮断すると、シリコン基板1の上面に対して垂直方向のエッチング成分が減少する。これにより、上層レジストパターン9aのトリミングは従来よりもさらに等方的になり、上層レジスト層9が急激に薄くなることが防止される。しかも、SO2とO2をトリミング用ガスに含ませているので、上昇レジストパターン9aの表面に保護膜となるポリマーが生成され、その表面の収縮速度が高くなることが防止される。特に、上層レジストパターン9aをArFレジストから形成する場合には、ArFフォトレジストのプラズマ耐性がKrFフォトレジストやi線フォトレジストに比べて劣るので、トリミングの制御性が重要になる。しかし、そのトリミングの際に下部電極56に高周波電力を供給すると、上層フォトレジスト層9へのエッチャントの入射エネルギーや、無機材料の中間層8から反射されるエッチャントのバランスが崩れる。これにより、密パターン領域Iと疎パターン領域IIのパターンシフト量の差が大きくなりやすい。また、中間層8を実質的にエッチングさせない条件でエッチングトリミングしているため、上層フォトレジスト層9の他にエッチングされる膜が無く、エッチャントが上層フォトレジスト層9のエッチングのみに消費される。これにより、図1Dに示すような上層レジストパターン9aのトリミング時のエッチング速度が速くなり、トリミングによる線幅シフトの制御が難しくなり、望ましい形状が得られなくなる。また、上層レジストパターン9aの形状が悪いと、上層レジストパターン9aをマスクにして中間層8、下層フォトレジスト層7をエッチングする際に、上層レジストパターン9aが消失時のパターン形状が揺らいでパターンエッジ荒さLERLineEdgeRoughnessが悪化する。これに対し、下部電極56に高周波電力を供給しない本実施形態によれば、上層レジストパターン9aの残膜形状や残膜量が安定し、トリミングは高い精度で行われ、パターンは初期形状からほぼ相似形となる高い精度で縮小することができる。さらに、上側レジストパターン9aをマスクにして中間層8をエッチングして中間層パターン8a、下層フォトレジスト層7をエッチングする際に、上層レジストパターン9aの消失が安定し、LERが良好になる。ところで、上層レジストパターン9aをトリミングする際にO2にSO2を添加すると、上層レジストパターン9aの表面に薄い保護層が形成されるので、エッチングが急速に進むことが防止される。また、下層フォトレジスト膜7をエッチングする際に、SO2を添加すると上層レジストパターン9aの表面に薄い保護層が形成されるので、エッチングが急速に進むことが防止される。例えば、図3に例示するように、密パターン領域Iと疎パターン領域IIのそれぞれに、線又は電極形状のレジストパターン21,22を形成するためのトリミング工程において、O2ガスにSO2ガスを添加する場合と添加しない場合を比べると、図4に例示するような試験結果が得られる。図4によれば、密パターン領域Iと疎パターン領域IIのレジストパターン21、22の側方と先端のトリミング量ΔC/2、ΔA、ΔBをほぼ同じにすることができる。従って、レジストパターン21、22のトリミング、エッチングの時にはSO2ガスとO2ガスの双方をプラズマ発生領域に供給することが好ましいことがわかる。このように形成された上層レジストパターン9aをトリミングした後には、下部電極56に高周波電力を供給してシリコン基板1面に垂直方向に移動するエッチャントを多くさせる。これにより、中間層8、下層フォトレジスト層7のエッチングは、垂直方向への異方性が高くなり、中間層パターン8a、下層レジストパターン7aの側壁は、シリコン基板1の面に対してほぼ垂直となる。また、上側レジストパターン9aのトリミングから下側レジストパターン7aの形成までの工程で、静電チャック58の温度を比較的低温の15~45°Cの範囲内に設定しているので、エッチングガスの反応を緩やかにし、時間によるトリミング量、エッチング量の制御性を良好にしている。さらに、そのような静電チャック58の温度によれば、SO2ガスによりレジストパターン7a、9aの表面に形成される保護層の消失を抑制することができる。次に、SO2とO2のガス流量の割合について説明する。チャンバー52内に供給される反応ガスに含まれるO2を一定にし、SO2のガス流量を増やすと、図5に例示するように、SO2のガス流量が増すにつれて密パターン領域Iと疎バターン領域IIのそれぞれのレジストパターンのCDシフト量の差が小さくなる。即ち、SO2の流量が多くなると、密パターン領域Iと疎パターン領域IIのそれぞれのレジストパターンの側方のCDシフト量の差が小さくなる。なお、CDシフト量とは、マスクを使用して膜をエッチングすることにより膜のパターンを形成する場合に、膜のパターンの幅からマスクの幅を引いた値である。CDシフト量は、CDバイアスとも言う。図5に基づいて、密パターン領域Iと疎パターン領域IIのCDシフト量の差と、疎パターン領域IIのCDシフト量との関係を求めると、図6に例示するような関係が得られる。図6によれば、SO2ガスの流量の割合が多いほど、密パターン領域Iと疎パターン領域IIのCDシフト量の差が小さくなることがわかる。また、図6に示す特性線をY=αXβとすると、その傾きαは、O2ガスとSO2ガスの流量比が1の場合であって下部電極56に供給する高周波電力を0Wにした場合に、-0.182となる。また、SO2ガスに対するO2ガスの流量比が2の場合であって高周波電力を下部電極56に供給した場合に、特性線の傾きαは、-0.353となる。特性性の傾きαを小さくすると、疎パターン領域IIのCDシフト量が変化しても、密パターン領域Iと疎パターン領域IIの互いのCDシフト量の差を小さくして安定させることができる。それを達成するためには、下部電極56に高周波電力を供給しないとともに、O2に対するSO2のガス流量比を1に近づけることが好ましい。また、SO2のガス流量が、多くなるとエッチング速度が低下するため、O2ガスに対するSO2ガスの流量比は2以下であることが好ましい。次に、比較例として、上層レジストパターン9aをトリミングしないで中間層9、下層フォトレジスト層7をパターニングする工程を説明する。まず、図7Aに例示するように、上側レジストパターン9aをトリミングせずに、中間層8のエッチング用のマスクとしてそのまま使用し、中間層8をエッチングして中間層パターン8bを形成した後に、中間層パターン8bをオーバーエッチングする。続いて、図6Bに例示するように、上側レジストパターン9a、中間層パターン8bをマスクに使用して下層レジスト層7をエッチングして下層レジストパターン7bを形成する、その後に、下層レジスト層7をオーバーエッチングして下層レジストパターン7bの幅を狭くして細線化を図る。そのような工程において、上側レジストパターン9aに覆われない領域での中間層8のエッチング開始からその下の下側フォトレジスト層7の上面が露出するまでのエッチング時間を100とする。この場合、その後の中間層パターン8bのオーバーエッチングとCDシフト量の関係は、図8に例示する試験結果となる。ところで、オーバーエッチングにより要求されるパターン幅の調整は例えば10nm程度である。従って、図8によれば、中間パターン8bのCDシフト量を10nmにするためには、中間層8のオーバーエッチングを192とすることになり、スループットが低下する。従って、オーバーエッチングによりCDシフト量を調整することは現実的ではない。なお、本実施形態では、中間パターン8aの形成後にオーバーエッチングを施しているが、そのような長い時間ではない。また、中間層パターン8bをマスクに使用して下層レジスト層7のエッチングを開始し、その後にポリシリコン膜6が露出するまでのエッチング時間を100とし、その後に続くオーバーエッチングとCDシフト量の関係を調べると図9のようになる。ここでオーバーエッチングにより要求されるパターン幅の調整は10nm程度であり、CDシフト量を10nm増加させるためには、オーバーエッチングを130にする必要がある。なお、本実施形態では、下側レジストパターン7aの形成後にオーバーエッチングを施すが、そのような長い時間ではない。オーバーエッチング時間を長くすると下側レジストパターン7bの幅は狭くなるが、そのパターンの側面は逆テーパ状になり断面は図7Cに示すように逆台形形状となる。この逆台形形状の下側レジストパターン7bをマスクに使用してポリシリコン膜6をエッチングすると、図7Cの波線に示すようにゲート電極6gの上部形状が斜めになり、矩形形状にならなくなってしまう。よって、下層レジスト層7のオーバーエッチングによる線幅制御は好ましくない。また、下層レジストパターン7bを形成する場合に使用するSO2ガスとO2ガスの総流量を一定にし、さらにSO2ガスとO2ガスの流量の割合を変えると、図10に示す特性が得られる。図10において波線は、密パターン領域IのCDシフト量を示し、実線は、疎パターン領域IIのCDシフト量を示している。図10によれば、疎パターン領域のCDシフト量を10nm増加させるためには、SO2ガス流量を7.3sccm増加させる必要がある。また、図10によれば、SO2ガス流量の調整により密パターン領域Iと疎パターン領域IIのCDシフト量を一致させ、或いは近づけることができるが、オーバーエッチング量の調整も必要であり、一致するCDシフト量が所望の線幅になるとは限らない。従って、本実施形態に従って、上層レジストパター9aを上記の条件でトリミングすることにより、線幅を狭めるのが好ましい。下層フォトレジスト層7のエッチングに使用するO2とSO2の合計のガス流量を一定にして、SO2ガスの流量とCDシフト量の関係を示すと、図11に示すようになる。図11において、一点鎖線と二点鎖線はそれぞれO2とSO2の流量比をSO2/O2=x/45-xとした場合を示し、実線はO2とSO2の流量比をSO2/O2=x/30-xとした場合を示している。図11に示す一点鎖線と二点鎖線の特性線の傾きによれば、SO2ガスの流量変化に対するCDシフト量は、0.1sccm増やす毎に0.19~0.20nm増加させることができる。これに対し、実線の特性線の傾きによれば、SO2ガスの流量変化に対するCDシフト量は、SO2ガスの流量を0.1sccmだけ増やす毎に0.14nm増加させることができるので、SO2ガスの流量調整によりCDシフト量の制御がしやすくなる。但し、O2の割合が低く過ぎると、その制御性は高くなるが、エッチングトリミング速度が低下するので、SO2に対するO2の流量を1~2倍とすることが望ましい。ところで、上述のように、下層レジストパターン7aを形成した後のオーバーエッチングについて、素子分離絶縁層3のシリコン基板1からの突出量に応じて追加のオーバーエッチングするのは次の理由があるからである。シリコン基板1の上面の約50以上を占める素子分離絶縁層3がシリコン基板1の上面から突出すると、シリコン基板1上のポリシリコン膜6の上面にはその下地の形状が反映して凹凸が現れる。また、下層フォトレジスト層7は、スピンコートで塗布されるためにその上面はほぼ平坦に形成される。このため、下層フォトレジスト層7の厚さは、素子分離絶縁層3上方の領域が他の領域に比べて薄くなる。素子分離絶縁層3の上端とシリコン基板1の上面が平坦である場合には、下層フォトレジスト層7のエッチングが終了する時点で中間層パターン8aに覆われない全ての領域では下層フォトレジスト層8が実質的に残っていない。このため、図12の波線に示すようにエッチング終了の際に所定波長のプラズマ発光強度は急激に低下するので、オーバーエッチングが本来の時間で済むことになる。これに対し、素子分離絶縁層3がシリコン基板1から突出する場合には、中間層パターン8aに覆われない領域では、下層フォトレジスト層7のエッチングが進むにつれ、最初に素子分離絶縁層3上方の領域でポリシリコン膜6が露出する。これに続いて、その他の領域のポリシリコン膜6が露出する。このため、図12の実線に示すように、素子分離絶縁層3の上方のポリシリコン膜6が露出してからその他の領域のポリシリコン膜6が露出するまで、プラズマ発光強度が緩やかに低下し続ける。このため、プラズマ発光強度の低下開始後に、素子分離絶縁層3の突出量に合わせた時間で追加のオーバーエッチングを施した後に、本来のオーバーエッチングを所定時間だけ施すと、その突出が無い場合と同様のCDシフト量が得られる。なお、オーバーエッチングの際には、SO2ガス流量の割合よりもO2ガス流量の割合を大きくする。例えば、O2流量を例えば20sccm、SO2流量を例えば10sccmとする。図13は、追加のオーバーエッチングを入れない場合の素子分離絶縁層3の突出量とCDシフト量の関係を示し、突出量が大きいほど、CDシフト量は小さくなってオーバーエッチングが不足することを示している。ところで、上層レジストパターン9aのトリミングと、中間層8及び下層フォトレジスト層7のエッチングに使用する装置としては、図2に示すようなICPエッチング装置に限られるものではない。例えば、平行平板型プラズマエッチング装置を使用してもよい。平行平板型プラズマエッチング装置では、チャンバー内に配置される上部電極には例えば50~150MHzの高周波電源を接続される。また、そのチャンバー内で基板が載せられる側の下部電極には、数約kHz~十数MHzの高周波電源が接続されるが、上層レジストパターン9aのトリミングの際には、下部電極への高周波電力の供給は切断され、中間層8、下層フォトレジスト層7のそれぞれのエッチング時には接続される。また、静電チャックが大きく温度可変できる装置を使用する場合には、1つのチャンバー内でトリミングからポリシリコンエッチングまで一括処理も可能である。その際の最適温度は上記と同様に処理すればよい。ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。付記1半導体基板の上方に下層フォトレジスト層、無機材料の中間層、上層フォトレジスト層を順に形成する工程と、前記上層フォトレジスト層をパターニングして上層レジストパターンを形成する工程と、前記半導体基板をエッチング用チャンバー内の下部電極の上に設置する工程と、前記エッチング用チャンバー内に二酸化硫黄ガス、酸素ガスを有する第1反応ガスを導入してプラズマを発生させるとともに前記下部電極への高周波電力の供給を切断し、前記上層レジストパターンをトリミングする工程と、前記エッチング用チャンバー内の前記第1反応ガスを第2反応ガスに置換するとともに前記下部電極に前記高周波電力を供給し、前記上層レジストパターンをマスクに使用し、前記中間層をエッチングして中間層パターンを形成する工程と、前記エッチング用チャンバー内の第2反応ガスを第3反応ガスに置換してプラズマを発生させるとともに前記下部電極に前記高周波電力を供給し、前記中間層パターンをマスクに使用し、前記下層フォトレジスト層をエッチングして下層レジストパターンを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。付記2前記第3反応ガスは、二酸化硫黄、酸素を有するガスであることを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。付記3前記第1反応ガスには不活性ガスが含まれていることを特徴とする付記1又は付記2に記載の半導体装置の製造方法。付記4前記下層フォトレジスト層の下に形成される被パターニング膜は、少なくとも前記下層レジストパターンをマスクにしてエッチングされる工程を含むことを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。付記5前記被パターニング膜のエッチング時の前記半導体基板の第1温度は、前記上層レジストパターンのトリミング時の前記半導体基板の第2温度よりも高く設定されることを特徴とする付記4に記載の半導体装置の製造方法。付記6前記第2温度は、15°C~45°Cであることを特徴とする付記5に記載の半導体装置の製造方法。付記7前記エッチング用チャンバー内に導入される前記酸素のガス流量は、前記二酸化硫黄のガス流量の1~2倍であることを特徴とする付記1乃至付記6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。付記8前記上層フォトレジスト層は、ArFレーザーにより露光される材料から形成されることを特徴とする付記1乃至付記7のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。付記9前記下部電極と前記半導体基板の間には静電チャックが配置されていることを特徴とする付記1乃至付記8のいずか1つに記載の半導体装置の製造方法。"