Para procesar peticiones a recursos que no existe como archivos o folders, debes usar RewriteRule. Estas reglas pasaran el control al index.php de cualquier cosa que no exista:
Código:
<IfModule mod_rewrite.c>
RewriteEngine On
RewriteBase /
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-f
RewriteCond %{REQUEST_FILENAME} !-d
RewriteRule . /index.php [L]
</IfModule>
Dentro de index.php (o el archivo que necesites) ya se encarga de responder el 404 apropiadamente.