Ich vermute eher, dass die Breadbord Verbindung für Probleme sorgt. Die Ausgänge eines Atmegas flackern aufjedenfall nicht. Wenn du da High setzt dann liegt da auch High an. Eingänge sind ja ein komplett anderer Schuh dabei.

Wenn du das ehh grade testest: Miss mal die Stromaufnahme der CMOS Schaltung mit und ohne Kondensator wenn du schnell hin und her schaltest. Die könnte mit Kondensator wesentlich höher liegen.
Bei Highspeed CMOS Schaltungen versucht man aufjedenfall die Kapazitäten so gering wie möglich zu halten.