Primeiramente, acho que o problema na sua configuração é a expressão regular usada para correspondência. Seria muito útil escrever uma declaração como essa em sua configuração para evitar possíveis erros com a correspondência de padrões:
location = /robots.txt {
alias /usr/share/nginx/html/dir/robots.txt;
}
Em segundo lugar, você também deve verificar as permissões e o proprietário efetivo de /usr/share/nginx/html/dir/robots.txt