Olá Samuel.
O problema que você tem em querer "compartilhar master page" entre vários projetos, surge de um outro problema:
Você está propondo trabalhar com mais de 1 (um) projeto Web na sua solução, o que neste caso é desnecessário.
Quando se trabalha com uma arquitetura em camadas, o ideal é que você tenha separação de responsabilidades entre suas camadas, onde
somente uma delas será responsável por gerenciar o ciclo de vida da aplicação (páginas .aspx, scripts, imagens, estilos, master pages, etc...)
Outra(s) camada(s) (projetos) poderão ser responsáveis pela lógica (e aí você pode ter projetos do tipo Class Library/dll)
Outra(s) camada(s) (projetos) poderão ser responsáveis pelo acesso a dados, enfim...
Sugiro que você dê uma revisada na arquitetura da sua solução e se puder, pesquise um pouco mais sobre o assunto.
Algumas referências:
http://msdn.microsoft.com/pt-br/asp.net/bb278076.aspx
http://msdn.microsoft.com/pt-br/library/bb384398.aspx
Espero ter ajudado
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Tiago Saraiva Ferreira
