Problemet är att du infogar en referens till $tempArray i $arr. Sedan ändrar du referensen. Vid den tredje slingan har du 3 referenser till samma array. Det är därför som värdena visas på det sättet... du kan lösa detta på ett ganska icke intuitivt sätt.
försök:
$stmt->bind_result($tempArray["val1"], $tempArray["val2"],$tempArray["val3"]);
while ( $stmt->fetch () ) {
$x = $tempArray; //This copies the values of $tempArray to $x and each loop will create a new x.
array_push($arr, $x);
}